물리학자, 차세대 변형 로봇 개발을 위한 새로운 방법 발견

밥 대학교의 물리학자 팀은軟機器人을 더 효과적으로 움직이고 작동할 수 있는 재료로 코팅할 수 있는 새로운 방법을 발견했다. 이 새로운 발전은 차세대 변형 로봇의 개발로 이어질 것이다.

이 연구는 과학 저널 Science Advances에 발표되었다.

활성 물질에 대한 주요 발전

연구의 저자에 따르면, ‘활성 물질’에 대한 새로운 발전은 로봇 설계에서 주요 전환점이 될 수 있다. 이 개념이 더 개발된다면, 전문가들은 궁극적으로 인간의 제어 활동에 의해 결정되는 소프트 솔리드의 모양, 행동, 및 운동을 결정할 수 있을 것이다.

대부분의 소프트 물질은 물방울과 유사하게 구형으로 수축한다. 이것은 액체와 다른 소프트 물질의 표면이 자연스럽게 가장 작은 표면적을 갖도록 수축하기 때문이다. 그러나 활성 물질은 이 패턴을 따르지 않도록 설계할 수 있다.

이 기술과 활성 물질을 사용하여, 전문가들은 차세대 기계가 여러 개의 개별 활성 단위로 구성되어 기계의 운동과 기능을 결정할 수 있을 것으로 기대한다. 이전에는 이러한 기계는 중앙 제어 장치에 의해 제어되었다. 새로운 설계는 우리의 생물학적 조직이 작동하는 방식과 유사하다.

새로운 소프트 기계 설계

과학자들은 이 설계를 사용하여柔性 재료로 구성된 로봇의 팔을 만들 수 있을 것이다. 또 다른 가능성은 약물 전달 캡슐의 크기와 모양을 변경하는 것이다. 이를 위해 나노 입자의 표면을 반응성 및 활성 물질로 코팅할 수 있다.

연구의 첫 번째 저자인 Jack Binysh 박사는, 새로운 개발의 가장 흥미로운 측면은 자연의熟悉한 규칙을 새로운 시각으로 바라보는 것이다.

“활성 물질은 우리가 자연의 熟悉한 규칙을 새로운 시각으로 바라보게 한다. 이러한 규칙을 깨뜨렸을 때 어떤 결과가 나타나는지 그리고 어떻게 이러한 결과를 활용할 수 있는지 연구하는 것은 흥미로운 연구 분야이다.”라고 Binysh 박사는 말했다.

Anton Souslov 박사는 연구의 공동 저자이다.

“이 연구는 중요한 개념 증명이며 많은 유용한 함의를 가지고 있다. 예를 들어, 미래의 기술은 더柔性이고 섬세한 물질을 다루는 로봇을 제작할 수 있을 것이다.”라고 Souslov 박사는 말했다.

연구자들은 3D 소프트 솔리드의 표면에 활성 응력을 경험하는 이론과 시뮬레이션을 개발했다. 결과는 활성 응력이 물질의 표면을 확장하고 솔리드 아래쪽을 당겨서 전역적인 모양 변경을 일으킨다는 것을 보여주었다. 솔리드의 모양은 물질의 탄성 특성을 변경함으로써 변경할 수 있다.

연구자들은 이제 이 원리를 적용하여 더 구체적인 로봇을 설계하고, 여러 개의 활성 솔리드가 함께 패킹되었을 때의 집단 행동을 더 깊이 연구할 것이다.