연구자들, 혁신적인 자기 감지 전기 인공 근육 개발

런던 퀸 메리 대학교의 연구자들은 바이오닉스 분야에서卓越한 혁신을 이루어내며, 자기 감지 능력을 갖춘 새로운 전기 가변 강성 인공 근육을 개발했다. Advanced Intelligent Systems에 발표된 이 혁신 기술은 소프트 로봇틱스와 의료 응용 분야를 변革할 수 있다. 인공 근육은 자연적 근육의 유연성과 신축성을 모방하며, 쉽게軟하고 硬한 상태로 전환할 수 있으며, 또한 힘과 변형을 감지할 수 있어, 복잡한 소프트 로봇 시스템에 통합되고 다양한 모양에 적응할 수 있다.

가변 강성 기술과 그 잠재력

“유연한 재료로 만든 로봇을 자기 감지 능력으로 강화하는 것은 진정한 바이오닉스 인텔리전스를 향한 중요한 단계입니다.” 퀸 메리 대학교의講師이자 리드 연구자인 케타오 장 박사는 말했다.

연구 팀이 개발한 새로운 인공 근육은 200% 이상의 신축성을 갖추고 있으며, 다양한 응용 분야에 적합하다.

이 인공 근육의 강성은 전압을 조정하여 빠르게 변경할 수 있으며, 30배 이상의 연속적인 변화를实现할 수 있다. 이는 다른 인공 근육보다 응답 속도에서 큰优势을 제공한다. 또한, 인공 근육은 저항의 변화를 통해 자신의 변형을 감지할 수 있어, 별도의 센서 구성을 필요로하지 않으며, 제어 메커니즘을 단순화하고 비용을 절감할 수 있다.

단순한 제조 및 광범위한 응용

자기 감지 인공 근육의 제조 공정은 간단하고 신뢰할 수 있다. 초음파 분산 기술을 사용하여 카본 나노튜브를 액체 실리콘과 혼합한 후, 얇은 층의 카소드를 균일하게 코팅하여 감지 부분을 생성한다. 액체 재료가 경화되면, 완전한 자기 감지 가변 강성 인공 근육이 형성된다.

이 가변 강성 기술의 잠재적인 응용 분야는 광범위하다. 소프트 로봇틱스에서 의료 응용 분야까지, 이 기술은 인간의 몸과 무결점으로 통합될 수 있다. 이는 장애인이나 환자들이 일상적인 작업을 수행하는 것을 도와주는 데 사용될 수 있다. 자기 감지 인공 근육을 통합한 웨어러블 로봇 장치는 환자의 활동을 감시하고, 강성을 조정하여 저항을 제공함으로써, 재활 훈련 중에 근육 기능을 회복하는 것을 도와줄 수 있다.

장 박사는 “임상 환경에서 이러한 의료 로봇을 배치하기 전에 해결해야 할課題가 아직 남아 있지만, 이 연구는 인간-기계 통합을 향한 중요한 발걸음입니다. 이는 미래의 소프트 및 웨어러블 로봇 개발을 위한 청사진을 제공합니다.”라고 강조했다.

퀸 메리 대학교의 연구자들이 수행한 이 혁신적인 연구는 바이오닉스 분야에서 중요한 里程碑를 나타낸다. 자기 감지 전기 인공 근육의 개발은 소프트 로봇틱스와 의료 응용 분야에서 발전을 위한 중요한 단계를 마련하며, 바이오닉스 기술의 잠재력을 실현하는 데 중요한 발걸음이다.