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거미처럼 벽∙천장 타는 로봇… 카이스트서 개발

디지털데일리 발행일 2022-12-27 15:39:26
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신제인
-초속 70cm로 벽 등반...세계 최고 속도
-천장에서 최대 54.5kg 수직 추 달아도 버텨

(A) 수직 벽 등반 (B) 천장 등반 (C) 수직 벽에서 장애물 극복 (D) 바닥에서 벽, 벽에서 천장으로 전환 (E) 저장 탱크에서 등반 (F) 2㎏ 페이로드 보행 등 (한국과학기술원 제공)
(A) 수직 벽 등반 (B) 천장 등반 (C) 수직 벽에서 장애물 극복 (D) 바닥에서 벽, 벽에서 천장으로 전환 (E) 저장 탱크에서 등반 (F) 2㎏ 페이로드 보행 등 (한국과학기술원 제공)

[디지털데일리 신제인 기자] 벽과 천장에서 빠른 속도로 이동하는 사족 보행로봇이 나왔다. 다양한 조건에서 움직임을 수행하며 기존 등반 로봇의 한계를 극복했다는 점에서 주목된다.

한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 박해원 교수 연구팀이 영전자석과 자기유변탄성체를 보행 로봇 발바닥 디자인에 최초로 적용했다고 26일 밝혔다.

우선 연구팀은 영전자석을 사각형 구조로 배열해 온∙오프 스위칭에 필요한 전압을 현저히 낮췄다. 짧은 순간의 전류 펄스로 전자기력을 켰다 끌 수 있어 스위칭 전환을 더욱 신속하게 했다는 설명이다.

또 고무 같은 탄성체에 쇳가루 같은 자기응답인자를 섞어 만든 자기유변탄성체를 발바닥에 씌워 발바닥 자기력을 현저히 떨어뜨리지 않으면서도 마찰력을 높였다.

이렇게 만들어진 로봇의 발바닥은 무게가 169g에 불과하지만 약 535뉴턴의 수직 흡착력과 445뉴턴의 마찰력을 제공해, 무게 8㎏의 사족보행 로봇에 충분한 흡착력을 제공할 수 있다.

거기에 수직 방향으로 최대 54.5㎏, 수평 방향으로 최대 45.4㎏ 정도의 추가 매달려도 로봇 발바닥이 철판에서 떨어지지 않는다고 연구팀은 설명했다.

이 로봇은 초속 70㎝ 속도로 벽을 등반했고, 최대 초속 50㎝ 속도로 천장에 거꾸로 매달려 보행할 수 있다.

페인트칠이나 먼지·녹으로 더러워진 물탱크 표면에서도 로봇이 최대 초속 35㎝ 속도로 올라갈 수 있고, 벽에 돌출된 5㎝ 높이 장애물도 무난히 극복했다.

이는 보행형 등반 로봇으로는 세계 최고 속도라고 연구팀은 전했다.

KAIST 기계공학과 엄용 박사과정생은 "지면뿐만 아니라 벽과 천장을 포함한 다양한 환경에서 보행 로봇이 민첩하게 움직일 수 있음을 확인했다"며 "배·교량·송전탑·송유관·대형 저장고·건설 현장 등 대형 철 구조물의 점검·수리·보수에 폭넓게 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 성과는 국제 학술지 '사이언스 로보틱스' 12월호에 표지 논문으로 게재됐다.

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신제인
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