조진한·고제성 교수팀, 세계 최초 초소형 소프트 액추에이터 개발
[파이낸셜뉴스] 고려대 조진한 교수팀와 아주대 고제성 교수팀이 초소형 로봇 제작에 필요한 소프트 액추에이터를 세계 최초로 개발했다. 이 소프트 액추에이터를 이용해 1센트 동전보다 작은 수상로봇 개발에 성공했다.
조진한 교수는 27일 "이번에 개발하 고성능 소프트 액추에이터는 기존의 제품의 한계를 극복한 새로운 개념의 소프트 액추에이터"라며, "향후 다양한 환경탐사로봇, 능동형 메디컬 부착형·삽입형 디바이스 등에 응용 될 것"이라고 말했다.
기존의 전기 구동 소프트 액추에이터는 그 성능이 낮거나 1000볼트 이상의 높은 전압이 필요해 그 응용이 제한돼 왔다. 그래서 실제로 지금껏 보고된 소프트 액추에이터 기반 로봇들은 그 크기가 최소 7㎝ 이상으로 클 수밖에 없었다.
반면, 연구진이 개발한 액추에이터는 3볼트 이하의 낮은 전압에서도 동작한다. 또한, 성능 측면에서도 100배 이상의 에너지 밀도와 10배 이상의 출력 밀도를 가진다.
연구진은 하이드로젤 표면에 전극층을 균일하게 발랐다. 이렇게 함으로써 하이드로젤의 수축현상을 이용해 주름진 전극을 제작했다.
이렇게 만들어진 전극은 높은 전기 전도도와 신축성을 동시에 가진다. 연구진은 이 전극을 사용해 소프트 액추에이터 제작에 성공했다.
고제성 교수는 "하이드로젤 전극 제작기술은 기능성 하이드로젤을 보다 쉽게 전자 소재화 할 수 있는 기술"이라며, "다양한 형태의 차세대 소재연구에 적용할 수 있다"고 말했다.
이 소프트 액추에이터는 작은 배터리만으로도 높은 성능을 발휘하기 때문에 초소형·초경량 로봇에도 응용이 가능하다. 연구진은 이를 실제로 로봇에 적용해 물 속에서도 작동하는 초소형 수상로봇을 만들었다.
조진한 교수는 "특히, 작은 배터리와 회로만으로도 높은 성능을 보여 실제 로봇시스템에 적용했을 때, 크기는 가장 작으면서 빠른 초소형 수상 로봇을 제작할 수 있었다"고 설명했다.
한편, 연구진은 과학기술정보통신부 개인기초연구사업 등의 지원을 받아 개발한 소프트 액추에이터와 초소형 수상로봇을 국제학술지인 '사이언스 로보틱스(Science Robotics)'에 27일(한국시간) 발표했다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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