카네기멜론대, 형상을 바꿀 수 있는 소프트 로봇 소재 개발

카네기멜론대(CMU) 연구진이 형상을 바꿀 수 있으며, 손상시 자가 치유 기능을 갖춘 소프트 소재를 개발했다고 ‘사이언스 데일리' 등 매체들이 보도했다. 소프트 로봇, 웨어러블 테크놀로지 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

카네기멜론대 ‘소프트 머신스 연구소(Soft Machines Lab)’ 카멜 마지디(Carmel Majidi) 교수팀은 전기전도성과 열전도성을 갖춘 지능형 소재를 활용해 환경에 맞게 형상을 변화할 수 있는 새로운 소재를 개발하고 미국 과학재단 전문 저널인 “PNAS’에 연구 성과를 발표했다. 이 소재는 마치 사람이 뜨겁거나 날카로운 것에 닿으면 움츠려드는 것처럼 외부 하드웨어 장치 없이 주변 환경을 인지하고 반응한다.

카멜 마지디 교수는 소프트 로봇과 소프트 소재 분야의 전문가다. 마지디 교수팀은 갈륨 인디움 액체금속을 활용해 첨단재료 구조를 만든 경험을 갖고 있다. 이 기술과 형상이 변하는 고무의 일종인 액정 탄성체(LCEs:iquid crystal elastomers)를 합성해 새로운 재료를 만들었다.

LCEs는 평판디스플레이에 사용되는 액정과 유사한 성질을 갖고 있으며, 고무와 비슷하다. 열에 노출되면 LCEs는 이동하며 형상을 바꿀 수 있다. 다만 형상기억의 활성화에 필요한 전기전도성과 열전도성이 결여되어 있다. 이를 개선하기 위해 연구팀은 액체금속 갤륨 인듐과 LCEs를 결합해 부드럽고 신축성이 있는 소프트 합성물을 새로 만들어냈다.

이 소재의 또 다른 중요한 특징 가운데 하나는 자체 손상에 대해 회복성과 반응 능력을 갖고 있다는 점이다. 이 소재의 높은 전기 전도성은 전통적인 전자기기와의 인터페이스를 허용한다. 이에 따라 터치에 바로 반응하고 형상을 변화시킨다. 

이 소재는 신축성 있는 전자장치의 필요성이 높은 분야, 이를테면 의료헬스, 의류, 웨어러블 컴퓨팅, 로봇 등 분야에 다양하게 활용될 수 있다는 게 연구팀의 설명이다.