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박 교수 연구팀은 전자기력을 켜고 끌 수 있는 영전자석과 고무와 같은 탄성체에 철가루 등의 자기응답인자를 섞어 만든 탄성체 자기유변탄성체를 이용했다. 이를 통해 자석의 접착력을 빠르게 끄거나 켤 수 있으면서도 평탄하지 않은 표면에서 높은 접착력을 지니는 발바닥을 제작, 자체 개발한 소형 사족보행 로봇에 장착했다.
이같은 사족보행 로봇은 배, 교량, 송전탑, 대형 저장고, 건설 현장 등 철로 이뤄진 대형 구조물에 점검, 수리, 보수 임무를 수행하는 등 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다. KAIST 기계공학과 홍승우, 엄용 연구원이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 12월호 표지를 장식하는 논문으로 출판됐다.
연구팀은 이같은 문제 해결을 위해 영전자석과 자기유변탄성체를 보행로봇의 발바닥 디자인에 최초로 이용했다. 영전자석은 짧은 시간의 전류 펄스로 전자기력을 켜거나 끌 수 있는 자석으로, 일반적인 전자석과 달리 자기력 유지를 위해 에너지가 들지 않는다. 연구팀은 사각형 구조 배열의 새로운 영전자석을 제안, 기존 영전자석과 비교해 스위칭에 필요한 전압을 현저하게 낮추면서도 보다 빠른 스위칭이 가능하게 했다.
로봇의 발바닥에도 자기유변탄성체를 씌워 발바닥의 자기력을 현저히 떨어트리지 않으면서도 마찰력을 높였다. 연구팀은 8kg의 사족보행 로봇에 충분한 흡착력을 확인했다. 해당 로봇은 초속 70cm의 속도로 직벽을 고속 등반했고, 최대 초속 50cm의 속도로 천장에 거꾸로 매달려 보행할 수 있었다. 이는 보행형 등반 로봇으로는 세계 최고의 속도다. 물탱크의 표면에서도 최대 35cm의 속도로 올라갈 수 있었다.