서울공대 지능형 인공근육 세계 최초 개발...감각과 움직임 동시 구현, 생물 근육 모방 기술 혁신

[한국정보기술신문] 서울대학교 공과대학 기계공학부 박용래 교수 연구팀이 감각과 움직임을 함께 구현한 지능형 인공근육을 세계 최초로 개발했다고 16일 발표했다. 이번 연구 성과는 생물의 근육처럼 운동 신호와 감각 신호를 동시에 처리할 수 있는 혁신적 기술로 평가받고 있다.

연구팀이 개발한 인공근육은 액정탄성체 소재에 액체금속 채널을 내장한 구조로 설계됐다. 외부 센서 없이도 내부에서 근육 수축 상태를 감지할 수 있어 기존 인공근육 기술의 한계를 뛰어넘었다.

박용래 교수는 이번 연구에서 등방성 액정탄성체와 네마틱 액정탄성체를 직렬로 결합한 독창적 구조를 제안했다. 각각 힘줄과 근육 역할을 수행하는 이 구조에는 두 개의 액체금속 채널이 삽입되어 있다. 하나는 구동기 역할을, 다른 하나는 센서 역할을 담당한다.

이 기술은 로봇 손가락, 그리퍼 시스템, 휴머노이드 로봇 등 다양한 분야에 활용할 수 있다. 특히 의료 및 재활 로봇, 소프트 로봇 개발에 핵심 기술로 적용될 것으로 기대된다.

기존 로봇 기술은 별도의 센서가 필요해 시스템이 복잡하고 무거웠다. 하지만 이번에 개발된 지능형 인공근육은 자체적으로 감각 기능을 갖춰 더 가벼우면서도 정밀한 제어가 가능하다.

연구팀은 개발된 인공근육이 생물학적 근육의 특성을 매우 유사하게 재현할 수 있음을 실험으로 입증했다. 온도 변화에 따른 수축과 이완 과정에서 내부 저항 변화를 정확히 감지하는 능력을 확인했다.

이번 연구 성과는 세계적 권위의 재료과학 학술지 어드밴스드 머티리얼즈에 게재됐다. 특히 표지 논문으로 선정되어 연구의 우수성을 국제적으로 인정받았다.

어드밴스드 머티리얼즈는 재료과학 분야에서 가장 영향력 있는 학술지 중 하나로 꼽힌다. 표지 논문 선정은 해당 연구가 학계에서 높은 주목을 받고 있음을 의미한다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다. 서울대학교와 UC 샌디에이고 간 국제 협력 프로젝트의 일환으로 진행됐다.

박용래 교수는 "이번 개발로 로봇 기술이 한 단계 더 진화할 수 있는 기반을 마련했다"며 "향후 휴머노이드 로봇의 자연스러운 동작 구현에 크게 기여할 것"이라고 말했다.

연구팀은 현재 이 기술의 상용화를 위한 추가 연구를 진행하고 있다. 특히 대량 생산 공정 개발과 내구성 향상에 집중하고 있다.

전문가들은 이번 연구가 미래 로봇 기술 발전의 중요한 전환점이 될 것으로 평가하고 있다. 센서와 구동기가 분리된 기존 방식에서 통합된 지능형 시스템으로의 패러다임 변화를 이끌 것으로 기대된다.

특히 고령화 사회에서 증가하는 재활 로봇과 돌봄 로봇 수요에 대응할 수 있는 핵심 기술로 주목받고 있다. 더 자연스럽고 안전한 인간-로봇 상호작용을 가능하게 할 것으로 전망된다.