아주대 연구진이 물 위에서 50cm 이상 뛰어오를 수 있는 소금쟁이 로봇을 개발했다. 물 위에서 제 몸의 10배가 넘는 높이를 뛰어오르는 소금쟁이의 움직임에서 착안한 것으로, 앞으로 웨어러블 기기를 비롯한 초소형 로봇의 주요 요소 기술로 활용될 전망이다.

22일 아주대학교(총장 최기주)는 기계공학과 고제성·강대식·한승용 교수 연구팀이 세계 최고 수준의 수면 도약 로봇을 개발했다고 밝혔다. 해당 내용은 “수면 도약과 유체역학적 스케일의 관련성 (Scale dependence in hydrodynamic regime for jumping on water)”이라는 논문으로 네이처 자매지이자 저명 학술지인 <네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications)> 3월호에 게재됐다.

이번 연구에는 아주대 기계공학과 대학원 권민석 석사가 제1저자로, 김동진·김백겸 박사과정 학생이 공동저자로 참여했다. 기계공학과의 고제성·강대식·한승용 교수는 교신저자로 함께 했다.

연구팀은 물 위에서 자기 몸의 10배가 넘는 높이를 뛰어오르는 ‘소금쟁이’를 주목했다. 소금쟁이의 점프 원리를 이론적으로 규명하고, 이를 모사해 수면에서 도약이 가능한 로봇을 실제로 구현해 낸 것. 연구팀의 소금쟁이 로봇은 50cm 이상 수직으로 도약할 수 있고, 20cm 이상의 장애물을 뛰어넘을 수 있다. 기존에 개발된 수면 도약 로봇들과 비교하면 월등히 높은 수준의 성능이다. 이 소금쟁이 로봇은 실제 소형 곤충에 비해 10배 이상 큰 크기로 구현됐다.

아주대 연구진은 수상 생물과 생체 모방 초소형 로봇의 수면 거동에 대한 원리 분석을 통해 유체역학적 스케일과의 연관성을 찾았다. 또한 이를 통해 수면 도약 성능에 대한 기준을 마련했다. 해당 기준을 활용하면 물 위에서 거동하는 로봇을 비롯해 수면과 상호작용하는 기기의 설계에 적용해, 거동을 예측하고 성능을 향상 시킬 수 있다.

고제성 교수는 “이번 연구 성과가 곤충 모방 초소형 로봇의 개발에 핵심 기술이 될 수 있다”며 “앞으로 초소형 웨어러블 기기 및 로봇에 적용될 수 있어 의료, 국방, 감시, 정찰, 환경 모니터링 분야에서 활용이 가능할 것”이라고 의의를 설명했다.

※ 논문 링크 ※

https://doi.org/10.1038/s41467-023-37119-2