KIST, 노래하고 춤추는 종이 로봇 개발

4D 프린팅 활용..."엔터 분야 활용 가능성"

국내 연구진이 ‘적층형 자가접기’라는 새로운 기술로 만들어진 소프트 로봇을 개발했다. 개발한 로봇이 영화 대사를 따라하거나 음악에 맞춰 움직이는 모습도 시연했다.

소프트 로봇은 딱딱한 금속이 아닌 유연한 소재로 만들어져 있으며 변형하기 쉬운 구조를 가진 로봇을 뜻한다.

한국과학기술연구원(KIST)은 임세혁 지능로봇연구단 박사팀이 전산 알고리즘을 이용, 설계된 종이 전개도를 프린터로 출력해 접어서 소프트 로봇으로 활용하는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.

저가의 종이보드나 필름 등을 자르고 접어서 만드는 소형 로봇은 짧은 제작 시간과 적은 제작비, 대량생산 가능성으로 학계에서 지속적으로 연구되고 있다.

이런 소형 로봇은 최근에 열이나 자기장, 습도 변화 등에 의해 스스로 접히는 이른바 4D 프린팅 기술과 접목되면서 큰 주목을 받고 있다. 외부 환경에서 탄력적으로 적응하고 유연하게 움직일 수 있어 의료, 탐사, 재난, 제조 등 여러 분야에서 활용 가능하기 때문이다.

3D 프린터를 사용하는 분야에서 로봇을 구동 장치까지 한 번에 제작하는 기술은 현재 선진국에서도 활발히 연구되고 있으나, 기본적으로 고가의 장비를 필요로 하고 로봇의 동작 범위나 속도 등이 제한적이었다.

본 연구진은 원하는 로봇의 3차원 형상과 구현하고자 하는 동작을 사전에 설계, 자가 조립에 의해 이전 방식보다 더 저렴하고 용이하게 로봇을 구현할 수 있는 기술을 개발했다.

적층형 접기로 개발한 소프트 로봇.

이 기술로 만들어진 소프트 로봇은 부드러운 몸체와 외부충격에 유연한 특성을 가진다. 연구진은 개발된 소프트 로봇이 영화 대사를 따라하고, 오페라 등의 음악에 맞춰 유연하게 동작하는 ‘오디오-애니메트로닉스’를 시연, 활용 범위를 의료 분야 뿐 아니라 영화, 엔터테인먼트 산업이나 예술 분야까지 확장했다.

임세혁 KIST 박사는 “이번에 개발한 소프트로봇 기술에 최근 급격하게 발전하고 있는 대화형 인공지능 기술을 융합하면 개인 또는 서비스 로봇 관련 산업에도 광범위한 변화를 일으킬 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

본 연구는 로봇 분야 국제학술지 ‘국제로봇연구 저널’ 최신호에 온라인 게재됐다.