1초에 75회 수직·회전운동… 현 로봇보다 15~25배 빨라
델타로봇은 자동차나 식품공장에서 흔히 볼 수 있는 ‘로봇팔’로, 수직·평행·회전운동 등 반복운동을 빠르게 수행하는 기계다.
받침대 위에 팔 3개가 붙어있는 구조로, 각 팔의 관절은 모터로 구동되며 보통 제품이나 부품을 집어 옮기는 데 사용된다.
최근 아주대와 미국 하버드대 연구진은 델타로봇을 수십mm 수준의 크기로 줄이는 데 성공했다.
이번에 개발된 초소형 델타로봇은 기존 델타로봇이 하지 못 하는 수술 등 정교한 작업을 수행하는 데 이용될 수 있을 것으로 전망된다.
기존 델타로봇은 작동 원리가 복잡하고 필요한 부품이 많아 소형화하기 어려웠다.
연구진은 접혔다 펴지는 ‘종이접기’ 원리를 이용해 델타로봇을 소형화하는 데 성공했다.
연구진은 2차원의 탄소섬유복합재에 전기를 가하면 접혔다 펴지는 압전소자를 붙여 액추에이터로 만들었다. 액추에이터는 동력을 이용해 기계를 동작시키는 구동 장치이며 압전소자는 로봇 팔을 움직인다.
이렇게 만든 로봇은 가로와 세로 모두 15mm이며 높이는 20mm를 넘지 않는다. 무게는 0.43g에 불과하다.
크기가 작은 만큼 델타로봇은 1mm는 물론이고 물체를 5㎛(마이크로미터·1㎛=100만 분의 1m) 떨어진 곳에 옮기는 일도 가능하다.
또한 초소형 델타로봇은 1초에 75회 이상 수직운동 및 회전운동을 할 수 있다. 이는 현재 델타로봇의 운동속도보다 15∼25배 빠른 수준이다.
고제성 아주대 기계공학과 교수는 “델타로봇은 기본적으로 관성을 최소화해 빠른 동작을 할 수 있도록 설계된 로봇”이라며 “평명구조를 접어 부품을 만드는 기술은 가벼우면서 관성을 최소화한 델타로봇을 만드는 데 적합하다”고 말했다.
고 교수는 “사람 손의 미세한 떨림을 배제하기 위한 수술로봇 등에 사용될 수 있으리라 기대한다”고 설명했다.
한편, 연구결과는 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스(Science Robotics)’ 17일 자에 실렸다.
정성욱기자