곤충의 뛰어난 생존력을 모방한 로봇 등장<br>인명구조부터 원자로 청소까지 다양한 실생활화 기대

<사진=위키피디아>

(이슈타임)곽정일 기자=4차산업시대의 핵심 중 하나인 인공지능 로봇, 이를 실생활에 적용하기 위한 생체모방 기술, 특히 곤충을 모방하는 기술에 학자들의 관심이 쏠리고 있다.

과학자들은 로봇 제작 시 인간과 동물을 모방한 로봇을 만들기 위해 노력하는데 특히 곤충을 닮은 로봇을 만드는 데 집중한다.

학자들이 곤충에 집중하는 이유는 뛰어난 환경 적응력과 생존력 때문이다.

독일 로봇 제조사 페스토 그룹은 "곤충은 머리가 좋은 동물은 아니지만 수억 년 전에 태어나 극단적인 상황을 이겨낼 수 있었던 비결을 밝히면 인간에게도 유용할 것이란 기대가 있다"고 설명했다.

◇ 소금쟁이부터 파리까지…작지만 우수한 능력을 모방한다

곤충은 생체 모방 로봇의 좋은 사례로 꼽히고 있다. 작지만 우수한 능력이 있는 곤충들이 그 대상이다.

조규진 서울대학교 기계항공공학부 교수팀은 자신의 몸길이보다 7배 높은 거리를 뛰어넘을 수 있는 소금쟁이의 ‘표면 장력’을 눈여겨보다가 이를 로봇에 적용했다. 소금쟁이 로봇은 작으면서 가볍게 높은 거리를 도약할 수 있어 특수한 환경에서 임무 적용이 가능하다.

미국이 이라크전에 사용한 길이 15㎝ 이하의 초소형 무인 비행체 MAV(Micro Air Vehicle)는 파리를 모델로 만들어졌다. 정찰·수색·테러 진압 등 군사작전에서부터 원자로 청소, 인명 구조에까지 활용되는 이 로봇은 2㎝의 날개, 무게는 0.1g, 1초에 200번 날갯짓으로 3m를 날 수 있다.

박훈철 건국대학교 융합인재학부 교수와 변도영 항공우주공학 교수 연구팀은 지난 2016년 장수풍뎅이의 날개 특성과 속날개를 이용한 조화로운 비행을 이용하기 위한 모방 로봇을 개발하는 데 성공했다.

보통 다른 곤충보다 몸무게 비례 5배가량 넓은 면적을 지닌 장수풍뎅이의 특성에 착안한 박 교수팀은 날개 면적이 넓은 만큼 더 무거운 것을 들어 올릴 수 있다고 판단했다. 또한, 다른 곤충과는 다르게 겉날개가 있어 속 날개와 조화를 이루며 비행하는 점과 날갯짓만으로 자세 제어가 가능하다는 특성을 로봇 개발에 반영해 정찰용이나 재난 방지용으로 활용할 장수풍뎅이 모방 로봇을 만들었다.

◇ 바퀴벌레 생체모방 통해 속도와 생존성 규명

바퀴벌레는 고생대 석탄기(약3억 6000만~2억 9000만 년 전)에 나타나 지금까지도 살아있는 가장 오래된 생물이다. 바퀴벌레는 초당 15센티미터의 속도로 다니는데, 자신의 몸길이의 50배나 되는 거리다. 사람이 이 속도를 내려면 시속 320킬로미터로 달려야 한다.

마틴뷸러 로보틱스 스타트업 박사는 초저속 비디오로 바퀴벌레가 달리는 동안 끊임없이 넘어지고 장애물에 부딪힌다는 사실과 바퀴벌레의 걸음걸이를 통해 서로 다른 세 쌍의 다리를 달아주면 로봇의 보행 속도를 끌어올릴 수 있다는 점을 발견하고 로봇 바퀴벌레를 만들었다.

뷸러 박사는 교대로 움직이는 두 그룹(한쪽에 2개, 다른 쪽에 1개)의 발을 스프링처럼 움직이면서 이동할 수 있게 만들었다.

바퀴벌레에 관한 연구를 통해 수억 년을 생존할 수 있었던 비밀도 규명됐다. 바퀴벌레 껍질은 레실린(resilin)이라는 단백질로 구성돼있어서 어떠한 악조건에서 버틸 수 있었다.

레실린은 뛰어난 고무보다도 뛰어난 신축성을 갖고 있어서 3배 가까이 늘어나도 구조가 변하지 않고 한번 튀고 나서도 손실되는 에너지가 3%에 불과한 것이 특징이다.

학자들은 레실린을 이용해 기름을 만지는 정비사들이 쓰는 장갑을 만들었다.

뷸러 박사는 바퀴벌레 로봇에 대해 "산사태나 지진, 대형 화재 등 사람이 들어가기 어려운 재난 현장에서 생존자를 파악하는 데 활용할 수 있을 것으로 보인다"며 기대감을 드러냈다.

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