엔지니어가 개발한 곤충 크기의 로봇, 치타의 민첩성 갖추다

캘리포니아 대학교 버클리(University of California, Berkeley)의 엔지니어들은 치타의 민첩성을 갖춘 곤충 크기의 로봇을 개발했다. 팀은 다양한 곤충과 거미가 특수한 粘着성 발판으로 천장 위를 걸을 수 있는 것을 영감으로 삼았다. 새로 개발된 로봇은 복잡한 지형을 통해 이동하고 예상치 못한 장애물을 피할 수 있다.

로봇은 얇은 계층 구조의 재료로 만들어졌으며 전압이 적용되면 구부리고 수축할 수 있다.

2019년, 팀은 처음으로 바퀴벌레 크기의 로봇을 개발하여 평면 위를 20개의 몸길이당 1.5마일의 속도로 이동할 수 있었다. 이는 곤충 크기의 로봇 중 가장 빠른 상대 속도였다.

정전기 발판

새로운 연구에서 팀은 로봇에 두 개의 정전기 발판을 추가하고 발판과 표면 사이의 정전기력을 증가시키기 위해 발판에 전압을 적용했다. 이는 발판이 표면에 더 단단히 붙게 만들었고 로봇의 나머지 부분은 발판 주변을 회전했다.

두 개의 발판으로 인해 운영자는 로봇의 궤적을 완전히 제어할 수 있다. 로봇은 원심 가속을 사용하여 곤충보다 더 빠른 속도로 회전할 수 있다.

리웨이 린(Liwei Lin)은 UC 버클리의 기계 공학 교수이다.

“우리의 원래 로봇은 매우 빠르게 이동할 수 있었지만, 로봇이 왼쪽이나 오른쪽으로 이동하는지 제어할 수 없었다. 또한 제조 공정에서 약간의 차이가 있으면 로봇이 한쪽으로 비틀거렸다”고 린은 말했다. “이 연구에서 주요 혁신은 이러한 발판을 추가하여 매우 빠른 회전을 가능하게 한 것이다.”

연구 팀은 로봇의 민첩성을 테스트하고 보여주기 위해 레고 미로를 통해 로봇이 이동하는 영상을 촬영했다. 로봇은 작은 가스 센서를 携帯하고 떨어지는 잔해를 피했다. 로봇의 설계로 인해 로봇은 120파운드의 인간이 밟아도 견딜 수 있다.

https://www.youtube.com/watch?v=TmRol48_DKs

실제 활용

이와 같은 작은 곤충형 로봇은 탐색 및 구조 임무 또는 위험한 환경을 조사하고 탐험하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 가스 누출을 찾기 위해 배치할 수 있다.

로봇은 대부분 유선으로 동작했지만 배터리 동력으로 최대 19분 및 31미터까지 작동하는 무선 버전도 있다.

“오늘날 가장 큰 도전은 더 작은 규모의 로봇을 만들면서 큰 로봇의 힘과 제어를 유지하는 것이다”라고 린은 말했다. “큰 로봇의 경우 큰 배터리와 제어 시스템을 포함하는 것이 문제가 되지 않는다. 그러나 모든 것을 더 작고 작게 축소하려고 하면 로봇이 그 重量을 운반하기 어려워지고 로봇은 일반적으로 매우 느리게 이동한다. 우리의 로봇은 매우 빠르며 강하고 매우 적은 전력을 필요로 하므로 센서와 전자 장치를 운반하면서 배터리도 운반할 수 있다.”