▲ 사족보행 로봇이 다양한 보행을 하고 있는 모습  © 한국과학기술원 제공

[FPN 최누리 기자] = 국내 연구팀이 철제 벽ㆍ천장을 빠른 속도로 이동하는 사족보행 로봇을 개발했다. 이 로봇은 천장에 거꾸로 매달려도 초속 50㎝로 이동할 수 있다.

한국과학기술원(KAIST)은 박해원 기계공학과 교수 연구팀이 이런 사족보행 로봇을 개발했다고 지난 26일 밝혔다. 이는 국제 학술지 사이언스 로보틱스 12월호에 표지 논문으로 출판됐다.

연구팀에 따르면 기존 등반 로봇은 바퀴 또는 무한궤도를 이용해 높낮이 차나 요철 표면에서 이동에 제한을 받는다. 등반용 보행 로봇의 경우 이동 속도가 현저히 느리거나 다양한 움직임을 수행할 수 없다.

이를 위해 연구팀은 영전 자석과 자기유변탄성체를 보행 로봇의 발바닥 디자인에 최초로 적용했다. 영전 자석은 짧은 시간의 전류 펄스로 전자기력을 켰다 끌 수 있는 자석이다. 일반 전자석과 달리 자기력 유지를 위해 에너지가 들지 않는다. 

연구팀은 사각형 구조 배열의 새로운 영전 자석을 제안, 기존 영전 자석 대비 스위칭에 필요한 전압을 현저하게 낮추면서 보다 빠른 스위칭이 가능하게 했다.

또 자기유변탄성체를 발바닥에 씌어 발바닥의 자기력을 떨어트리지 않으면서 마찰력을 높였다. 이렇게 제안한 발바닥은 무게는 169g에 불과하지만 약 535뉴턴의 수직 흡착력과 445뉴턴의 마찰력을 제공해 무게 8㎏의 사족 보행 로봇에 흡착력을 부여할 수 있다. 

이 로봇은 초속 70㎝ 속도로 직벽을 고속 등반하고 최대 초속 50㎝ 속도로 천장에 거꾸로 매달려 보행할 수 있다. 이는 보행형 등반 로봇으로는 세계 최초라는 게 연구팀 설명이다.

이와 함께 페인트칠이나 먼지ㆍ녹으로 더러워진 물탱크 표면에서 최대 35㎝ 속도로 올라갈 수 있고 벽에서 돌출된 5㎝ 높이의 장애물을 극복했음을 증명했다.

공동 제1 저자인 기계공학과 엄용 박사과정은 “이번 연구로 벽과 천장을 포함한 다양한 환경에서 보행 로봇이 민첩하게 움직일 수 있음을 보였다”며 “이 로봇은 교량이나 대형 저장고, 건설 현장 등 대형 구조물의 점검ㆍ수리ㆍ보수에 폭넓게 이용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

최누리 기자 nuri@fpn119.co.kr 

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