생체모방 로봇

요약 인간을 비롯한 동물이나 곤충∙물고기 등의 기본 구조와 원리 및 운동 역학을 모방하여 만든 로봇.

'생체모방 로봇'이란 인간을 비롯한 곤충∙물고기 등의 기본 구조와 운동 원리 및 메커니즘을 모방하여 만든 로봇을 말한다. 로봇 설계에서 주어진 환경에서 무리 없이 작동할 수 있도록 로봇의 움직임을 최적화하는 것은 무엇보다 중요하다. 하늘 및 땅속∙물속 등 여러 자연환경에서 적응하여 생존하는 동물들은 최적화된 움직임을 하고 있다. 이러한 생명체들은 로봇 공학에 매우 중요한 아이디어들을 제공해주고 있는데, 이처럼 인간이나 곤충∙어류∙조류와 같은 동물들로부터 구조나 운동∙인지 방법을 모방하여 만들어진 로봇이 ‘생체모방 로봇(Bio-mimetic Robot)’이라고 할 수 있다.

현재 로봇공학에서 생체모방의 대상으로 가장 활발히 연구되는 것은 곤충 및 절지류의 움직임이다. 이러한 동물들은 자연계에서 놀라운 운동 효율과 능력을 갖고 있는 경우가 많은데, 예를 들어 파리 또는 잠자리의 비행 능력은 공중 정지 및 순간 방향 전환, 모든 방향으로의 비행 등이 가능하여 인간이 구현할 수 비행 기술의 극치로 꼽힌다. 바퀴벌레의 경우 여섯 개의 다리를 유기적으로 움직여 매우 빠른 속도로 이동 및 방향 전환이 가능하다. 이러한 특징을 모방하여 곤충의 움직임을 로봇에 적용시키는 시도가 계속되고 있다.

현재 개발 중인 생체모방 로봇에는 여섯 개의 다리를 이용하여 울퉁불퉁한 곳에서도 안정적이면서 빠르게 움직이는 바퀴벌레를 모방하여 어떤 곳이든 빠르게 움직일 수 있는 바퀴벌레 로봇, 파리를 모방하여 자유자재로 움직이면서 주변을 감시하는 파리 로봇, 애벌레나 뱀의 움직임을 모방하여 건물 폭발 현장에서 사람을 구조하는 로봇, 헤엄치지 않고 여러 개의 다리로 바다 밑을 걸어 다녀 강한 파도에서도 땅 위에서처럼 달릴 수 있는 바닷가재를 모방한 해저용 탐사 로봇 등이 있다.

생체모방 기술은 나노기술의 발달과 함께 생활에 필요한 도구나 각종 제품 개발에도 활용되고 있으며, 3D 프린팅 등 소재 가공 분야, 웨어러블 전자제품 분야 등과 결합하면 큰 파급력을 갖게 될 것으로 전망된다. 이러한 기술은 재난 현장이나 극한 지역에서의 임무 수행, 재활 및 보조 의학, 인체 내의 약물 전달, 첩보 및 정찰, 군사용 로봇 등의 시장에서 유용하게 활용되고 있다. 최근에는 단순히 생명체의 움직임을 모방하는 것을 넘어 생명체의 조직과 근육처럼 부드러우면서도 충분한 강도를 갖는 물질 개발과 이를 제어할 수 있는 기술 등을 결합한 소프트 로봇의 연구도 활발히 진행되고 있다.