[고든 정의 TECH+] 로봇도 말랑말랑하게…해파리 잡는 소프트 로봇 개발

우리가 일반적으로 생각하는 로봇의 이미지는 주로 딱딱하고 차가운 금속 기계의 모습입니다. 작업라인에서 용접이나 도색 등 힘들고 위험한 작업을 불평 없이 반복하는 로봇 팔이 우리에게 가장 친숙한 로봇의 모습일 것입니다. 하지만 엔지니어들이 꿈꾸는 로봇의 미래는 이보다 훨씬 다양합니다. 부드럽고 유연한 몸을 지닌 소프트 로봇(soft robot)은 그 대표적인 사례일 것입니다.

말랑말랑한 소프트 로봇은 여러 분야에서 활용될 수 있습니다. 현재 기술 수준에서 문어처럼 몸을 자유자재로 변형하면서 움직이는 로봇을 만들기는 어렵지만, 쉽게 부서질 수 있는 물체를 다룰 수 있는 소프트 로봇 팔 개발은 충분히 가능합니다. 미국 하버드 대학 와이즈 연구소(Wyss Institute)의 니나 시나트라가 이끄는 연구팀은 해파리처럼 약한 몸을 지닌 바다 생물을 안전하게 포획하는 기술을 개발했습니다.

해양 생물 가운데는 매우 독특한 대사과정과 다른 생물에서 찾을 수 없는 신물질을 지닌 것들이 많습니다. 예를 들어 과학자들은 해파리에서 발견한 녹색 형광 단백질(green fluorescent protein, GFP) 을 이용해 유전자 발현을 조사하거나 발생 과정을 반대로 돌리는 연구를 진행했습니다. 하지만 사실 해파리 가운데 제대로 연구가 된 것은 일부에 불과합니다. 당연히 과학자들은 해파리를 포함해 독특한 심해 생물을 가능한 한 온전하게 포획하려고 노력해왔습니다. 하지만 몸의 95%가 물로 된 해파리의 경우 딱딱한 로봇 팔로 상처 없이 포획하기 어렵습니다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 실리콘으로 만든 부드러운 로봇 손가락을 개발했습니다. 여섯 개의 부드러운 로봇 손가락 내부는 폴리머 채널이 있어 물을 넣으면 한쪽 방향으로 구부러집니다. 하지만 부드러운 것만이 전부는 아닙니다. 이 소프트 로봇 손가락의 압력은 0.0455 kPA에 불과합니다. 이는 눈꺼풀에 가해지는 압력의 1/10에 불과해 상처 없이 부드러운 해양 생물을 포획할 수 있습니다. 그리고 일단 구부려지면 해양 생물이 쉽게 도망칠 수 없도록 단단히 잡습니다. 손바닥 역시 3D 프린터로 출력한 부드러운 플라스틱 소재 내부에 물을 채워 쿠션처럼 부드럽게 목표물을 고정합니다.

앞으로 연구팀은 이 소프트 로봇 팔을 무인 잠수정에 탑재해 실제 심해 생물들을 포획할 계획입니다. 소재 기술을 포함한 연관 기술의 발전 덕분에 앞으로 말랑말랑한 소프트 로봇의 활약이 더 늘어날 것으로 기대합니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com