DGIST 정순문 교수 연구팀
튜브형 기계발광 섬유 고안
움직일 때마다 빛나 궤적 보여줘
1천회 당겨도 발광 성능 유지
대구경북과학기술원(DGIST)은 3일 공학전문대학원 첨단기술공학과 정순문 교수 연구팀이 별도의 배터리나 복잡한 전자 회로 없이 로봇이 움직일 때마다 직관적인 빛을 내어 그 궤적을 보여주는 새로운 소프트 로봇 감지 기술을 개발했다고 밝혔다.
고무나 실리콘 등 유연한 소재로 만들어진 ‘소프트 로봇’은 문어 다리나 사람의 근육처럼 부드럽게 움직여 의료기기나 재난 구조 등 차세대 로봇으로 주목받고 있다.
하지만 로봇의 미세한 움직임을 파악하려면 딱딱한 전자 센서와 전선을 붙여야 했는데 이는 로봇 본연의 유연함을 크게 방해하는 걸림돌로 작용해 왔다.
이에 연구팀은 외부의 물리적인 힘을 받으면 스스로 빛을 뿜어내는 ‘기계발광(Mechanoluminescence)’ 현상에 주목했다. 발광 입자(황화아연)와 유연한 고분자 소재를 섞어 탄성 있는 실리콘 튜브 안에 채워 넣는 방식으로 얇고 질긴 ‘튜브형 기계발광 섬유’를 새로 고안한 것이다.
이렇게 개발된 특수 섬유는 자기 길이의 2배 이상 늘어나도 끄떡없으며, 1천 회 이상 반복해서 당기고 놔도 초기 발광 성능을 안정적으로 유지하는 우수한 내구성을 보였다.
특히 연구팀이 이 섬유를 소프트 로봇의 겉면에 그물망처럼 씌워 구동시킨 결과, 로봇이 움직일 때마다 형태가 변형되는 부위에서 즉각적으로 초록색 빛이 뿜어져 나왔다.
전기를 꽂거나 센서를 달지 않아도 로봇의 굽힘과 팽창을 눈으로 확인할 수 있는 진정한 의미의 ‘무전원 광학 센서’를 구현해 낸 것이다. 연구 결과는 나노과학 및 첨단 소재 분야 국제 저명 학술지인 ‘Small Structures’에 표지 논문(Front Cover)으로 게재됐다.
김홍철기자 khc@idaegu.co.kr
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