메탄올로만 움직이는 곤충 로봇 개발

알코올 성분인 메탄올로 작동되는 마이크로로봇이 개발됐다. 

미국 남캘리포니아대학 연구팀이 개발한 곤충 크기 마이크로봇 ‘로비틀(RoBeetle)’은 배터리나 외부 동력장치 없이도 로봇 내부에 있는 메탄올을 자체 연소시키는 방식으로 구동된다.

연구 결과(논문명: An 88-milligram insect-scale autonomous crawling robot driven by a catalytic artificial muscle)는 사이언스 로보틱스’ 최신호에 실렸다.

다양한 힘과 작동 전략을 사용하는 다양한 무제한 마이크로 로봇과 생물에서 영감을 받은 소프트 로봇 비교. [출처: RLT / MIT의 A. Kitterman / Science Robotics]

연구팀은 실제 근육처럼 이완과 수축할 수 있는 아주 작은 인공근육을 만들었다. 이 근육 시스템은 백금(Platinum) 가루 안에 니켈-타이타늄 합금 와이어를 사용해 증기 연소 속도를 높였다, 

즉 와이어는 메탄올 증기 연소 촉매 역할을 하는 백금 분말로 코팅됐다. 연료 탱크에서 나오는 증기가 백금 분말에서 연소됨에 따라 와이어가 수축되고, 마이크로 밸브를 닫아 연소를 중지시키면 와이어가 팽창한다. 이처럼 인공근육은 이완과 수축이 반복되면서 로비틀 앞다리에 연결되어 움직인다. 

로비틀 무게는 88밀리그램(mg)으로 자체 몸무게 2.6배까지 물건을 운반할 수 있다. 연료탱크에 95밀리그램 메탄올을 채우면 최대 2시간 동안 움직일 수 있다. 또한 경사면을 오를 수 있을 뿐만 아니라 유리나 콘크리트 등 다양한 형태 표면도 이동할 수 있다.

특히 메탄올은 배터리보다 에너지 밀도가 10배나 높다. 따라서 그만큼 에너지 효율이 뛰어나다는 얘기다. 

하지만 문제는 다른 마이크로로봇에 비해 느리고 직진만 가능하다. 또 지속 가능한 연료 공급 방법 등도 해결해야 한다. 

언젠가는 인간과 의사소통이 가능한 프로그램으로 인공 꽃가루 매개체 역할을 하거나 복잡한 수술을 도울 수 있을 것이다.

김한비 기자 itnews@