MIT 미디어랩(MIT Media Lab)과 폴리텍니코 디 바리(Politecnico di Bari) 연구원들은 로봇의 움직임과 착용 가능한 보조 장치를 잠재적으로 변화시킬 수 있는 로봇용 새로운 무소음 인공 근육 섬유를 개발했습니다. 전기유체 섬유 근육(electrofluidic fibre muscles)으로 알려진 이 기술은 Science Robotics에 발표된 논문에 자세히 설명되어 있습니다.
MIT 대학원생 Ozgun Kilic Afsar와 Politecnico di Bari 교수 Vito Cacucciolo가 이끄는 연구팀은 얇은 McKibben 액추에이터와 소형 전기유체역학(EHD) 펌프라는 두 가지 기술을 결합합니다. 이 시스템은 모터나 외부 펌프 없이도 이동할 수 있으며 이전에 유체 구동 소프트 로봇이 직면했던 한계를 해결합니다.
EHD 펌프는 밀봉된 유체 구획에 압력을 생성하여 작동하므로 기계 부품 없이도 이동할 수 있습니다. 각 EHD 펌프는 가볍고 무게가 몇 그램에 불과하며 두께는 이쑤시개와 비슷합니다. 하나의 액추에이터가 수축하고 다른 액추에이터는 이완되는 길항적 설계를 사용함으로써 시스템은 인간의 근육 상호 작용을 모방합니다.
Afsar는 “우리는 단순히 생체 모방을 위해 이 구성을 선택한 것이 아니라 근육 설계 내에 체액을 저장할 방법이 필요했기 때문에 이 구성을 선택했습니다.”라고 말했습니다. 이 구성은 외부 유체 저장소에 대한 요구 사항을 제거하여 실험실 환경 외부에서 유체 구동 로봇의 적용을 제한했습니다.
섬유는 생물학적 근육 조직과 유사한 다양한 구성으로 배열될 수 있어 로봇 시스템에서 더 촘촘하게 포장될 수 있습니다. 이 기술 시연에는 3D 프린팅된 로봇 팔을 제어하는 이두근-삼두근 쌍과 단 100밀리초 만에 물체를 발사할 수 있는 레버 팔이 포함되었습니다.
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne의 교수인 Herbert Shea는 이 작업이 소프트 작동의 중요한 발전이라고 칭찬했습니다. 그는 “펌프에 움직이는 부품이 없기 때문에 이러한 근육이 조용해지며 이는 보철 장치 및 보조복의 주요 이점입니다.”라고 말했습니다.
MIT-Politecnico 팀은 이러한 인공 근육이 무거운 짐을 들어올리는 데 도움이 되도록 설계된 외골격부터 민첩성 회복을 목표로 하는 장치에 이르기까지 다양한 응용 분야에 사용될 수 있을 것으로 기대합니다. Cacucciolo는 “유체 액추에이터가 사용되는 곳이나 엔지니어가 외부 펌프를 내부 펌프로 교체하려는 곳마다 이러한 설계 원칙이 광범위한 유체 구동 로봇 시스템에 적용될 수 있습니다.”라고 덧붙였습니다. 이 연구는 유럽 연구 위원회(European Research Council)와 MIT 미디어 랩의 다중 후원 컨소시엄의 지원을 받았습니다.
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