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2020년에 썼던 글이 사라져서 복구해 봤습니다.
목차
1. 생체모방로봇 RoBeetle
2. RoBeetle 동작과 디자인
3. 생체모방기술(biomimetics)
생체모방로봇
RoBeetle
미국 University of Southern California 연구진이 발표한 생체모방 로봇(biomimetics)이 화제입니다. 바로 메탄올을 동력(에너지)으로 사용하는 로봇 딱정벌레입니다. 로봇과 비틀스(딱정벌레)를 혼합한 로비틀(RoBeetle)이란 이름의 이 로봇 딱정벌레는 88mg, 15mm로 실제 딱정벌레 50mg, 10.5mm과 비교하여 크기와 무게 비슷해졌습니다. 이렇게 작은 로봇을 만들 때, 관건은 어떤 에너지를 통해 움직이게 할 것인가입니다. 로봇보다 무겁고 큰 에너지 소스를 사용한 다는 것은 작은 로봇을 만드는 의미가 없겠지요. 로비틀은 95mg의 메탄올을 채우면 최대 2시간을 움직일 수 있다고 합니다. 그리고 연료무게를 제외하고 2.6배에의 무게를 싣고 이동할 수 있다고 합니다. 연구진에 의하면, 배터리 에너지보다 효율성이 높은 에너지를 찾다고 메탄올을 찾았다고 합니다.
In our approach, two technological concepts are combined: a catalytic micro-muscle and an integrated mm-scale mechanical control mechanism.
RoBeetle: A Micro Robot Powered by Liquid Fuel
"An 88-milligram insect-scale autonomous crawling robot driven by a catalytic artificial muscle, "by Xiufeng Yang, Longlong Chang, and Néstor O. Pérez-Arancibia from the University of Southern California, in Los Angeles, was published in Science Robotics. Video courtesy: Science Robotics/University of Southern California
RoBeetle: A Micro Robot Powered by Liquid Fuel
RoBeetle 동작과 디자인
그림 2(pic2)는 로비틀 로봇 디자인에 대한 설명입니다. 마지막 H의 생체 모방한 후진 발톱(Forelegs and hindlegs with bioinspired backward-oriented claws)을 가진 앞다리, 뒷다리라는 표현이 재미있네요. 아래 자율 동작(Autonomous locomotion)에서도 설명하지만 후진 발톱이 자율 동작에 중요 역할을 합니다.
또한, 이 작은 로봇은 근육 수축, 이완이 가능한 소형촉매인공근육(a catalytic artificial micro- muscle)도 가지고 있어서 높은 곳을 올라갈 수 있습니다. 논문에 따르면, 로비틀의 다리는 촉매 인공근육의 슬라이딩 셔터를 오픈해서 인공근육이 수축하면, 로비틀의 중심이 다리 앞쪽으로 미 끌어집니다. 이것을 움직임 State 1이라 합니다.(pic 3). 다음 동작인 State 2는 앞으로 중심이 움직일 때, 인공근육을 확장하며 앞으로 중심이 이동합니다. 이때, 그림 2에서 언급한 생체 모방한 후진 발톱으로 뒤로 밀리지 않고 중심을 잡을 수 있다고 합니다. 그림 로비틀은 이렇게 자율 동작(Autonomous locomotion)합니다.
사이언스 로보틱스에 실린 논문입니다.
An 88-milligram insect-scale autonomous crawling robot driven by a catalytic artificial muscle
Science Robotics 19 Aug 2020:
Vol. 5, Issue 45, eaba0015
DOI: 10.1126/scirobotics.aba0015
생체모방기술(biomimetics)
생체모방기술(biomimetics)은 셍체(bio)와 모방(mimetics)의 합성어입니다. 효소, 식물, 곤충 등 생물의 고유 특징을 연구하여 그 자연의 법칙을 모방하여 기술에 적용하는 분야입니다. 물과 친숙한 물고기의 비늘, 피부, 감각, 움직임 등을 연구한다면 상대적으로 물과 친숙하지 못한 사람에게 도움이 되는 기술들을 개발할 수 있겠죠. 수영복을 만들 때, 물의 저항을 덜 받는 방법을 찾는 다 던 지, 물속에서 오래 버티는 방법을 찾아 활용한다던지, 아니면 소형 물고기 로봇을 만들어 바닷속을 탐사하도록 할 수 있겠죠. 물고기 로봇의 목적에 따라 모방한 물고기의 특징을 이용하여 탐사를 하도록 작동하겠지요. 기왕이면, 물속에서도 계속해서 에너지를 발생할 수 있는 동력을 발견하여 사용한다면, 오랫동안 임무를 수행할 수 있겠지요.
아래는 생체모방 로봇 회사로 유명한 Boston Dynamics의 로봇개 Sopt의 영상입니다. 이 회사의 다른 로봇에 비해서는 작고 아담하지만 이렇게 큰 로봇도 에너지 소스를 어떻게 가볍게 해서 움직임이 가벼운 로봇을 만들까 고민을 하지만, 이들의 에너지 소스가 배터리인 것은 변함없겠지요.
로비틀과 같이 소형 로봇의 경우, 배터리 이외의 에너지 소스를 찾는 것, 그리고 소형 로봇을 움직이게 하는 방법이 중요합니다. 근육이 있다는 것은 좀 더 자연스럽게 움직인다는 뜻이겠지요. 소형 로봇은 눈에 보이는 것도 있지만, 대개 눈에 보이지 않는 작은 로봇들도 포함됩니다. 다음에는 로비틀과 다른 에너지원으로 움직이는 소형 로봇에 대해 포스팅해 보겠습니다.
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