| 태양광 조사 조건에서 점핑 운동이 가능한 "유연성 로봇" 개발 | ||
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 최근, 허페이(合肥)공업대학 연구팀은 저전압 및 태양광 조사 조건에서 대변형이 발생하는 새로운 탄소나노튜브 유연성 박막 지능형 드라이버(Driver)를 개발한 후 인간 손의 "손가락 튕김" 동작을 모방하여 외부 광조사 자극 조건에서 점핑 운동이 가능한 유연성 "로봇"을 개발하였다. 해당 연구 성과는 최근 세계 최고 학술지 "Advanced Functional Materials"에 게재되었다. 유연성 지능형 드라이버는 광, 전기, 열, 습도 등 외부 에너지를 복잡한 에너지 전환 장치를 거치지 않고 직접 소자 자체의 기계적 변형으로 전환시킬 수 있기에 핫이슈로 떠오르고 있다. 그러나 간단한 구조, 빠른 대변형, 다중 응답 및 비행, 점핑 등 복잡한 운동에 대한 모방이 가능한 유연성 드라이버 연구는 아직도 많은 문제점이 존재한다. 연구팀은 중국과학원 쑤저우(蘇州)나노기술·나노생체모방 연구소와 공동으로 굽힘 형태의 탄소나노튜브/폴리머 이중층 박막 드라이버를 개발하였다. 해당 드라이버는 저전압 및 광조사 조건에서 튜브형을 평면형으로 쾌속 대변형될 수 있을 뿐만 아니라 전기신호 또는 광조사를 제거한 후 최초의 굽힘 형태로 회복할 수 있다. 연구팀은 드라이버 양쪽 말단 부분의 중합으로 "손가락 튕김" 동작 과정의 엄지손가락과 가운뎃손가락을 모방하여 광구동(Photic driving) 점핑 "로봇"을 설계하였다. 로봇은 광조사 조건에서 양쪽 말단 부분의 선택성 비대칭 변형으로 생성된 탄성위치에너지 축적 및 순간적 방출을 통하여 자체 높이의 5배 이상으로 점핑 운동을 할 수 있을 뿐만 아니라 공중 텀블링을 동반할 수 있다. 그리고 입사광 방향 변화를 통하여 로봇은 오뚝이와 유사한 주기성 스윙 운동을 진행할 수 있다. 점핑 운동은 에너지 저장 및 순간적 방출과 관련되지만 유연성 생체모방 지능형 구동 재료 소자는 스프링, 기어 등 구조 설계가 필요 없이 에너지 축적, 저장 및 신속 방출을 진행할 수 있기에 점핑 운동을 실현하는 새로운 방식이다. 연구팀은 또한 기어다니는 로봇, 매니퓰레이터 및 태양광 조사 조건에서 개화(Flowering)할 수 있는 생체공학적 꽃봉오리 등을 개발하였다. 해당 성과는 지능형 생체모방, 유연성 센서 등 분야에서 광범위한 응용 전망을 갖고 있다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2017-10/13/content_379565.htm?div=-1 |
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