곤충의 비밀을 이용해 물 위를 걷는 로봇을 발견하세요

반수생 곤충인 라고벨리아(Rhagovelia)는 다리 중간 끝에 부채꼴 모양의 부속지를 가지고 있는데, 이 부속지는 아래 물의 움직임에 따라 수동적으로 열리고 닫힙니다. 이것이 라고벨리아가 물 위를 힘들이지 않고 미끄러지듯 움직이는 이유입니다.

캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 생물학자 빅터 오르테가-히메네스는 이 작은 곤충이 마치 액체 표면을 날듯이 가속하고, 급회전하고, 다른 기동을 할 수 있는 방식에 매료되었습니다.

Rhagobot은 Rhagovelia 물딱정벌레의 다리에서 발견된 구조에서 영감을 받았습니다(출처: Arstechnica)

그는 최근 Science 저널에 게재된 연구에서 "Rhagovelia의 프로펠러는 자체 변형 인공 프로펠러를 개발하기 위한 영감을 주는 템플릿 역할을 하며, 프로펠러의 모양과 생물학적 기능에 대한 통찰력을 제공합니다." 라고 밝혔습니다.

생물학자 빅터 오르테가-히메네스는 "이러한 구성은 반수생 로봇에서는 거의 탐구 되지 않았습니다." 라고 말했습니다.

오르테가-히메네스는 이 곤충의 움직임을 알아내는 데 5년이 걸렸습니다. 라고벨리아의 부채꼴 다리는 근력으로 변형되었다고 여겨졌지만, 그는 이 부속지들이 그 아래의 표면 장력과 탄성력에 자동으로 적응하여 눈 깜짝할 새의 열 배 속도로 수동적으로 열리고 닫힌다는 것을 발견했습니다. 이 부속지들은 물에 닿는 즉시 팽창하고 해류에 따라 모양이 변합니다.

라고봇(Rhagobot)은 오르테가-히메네스가 개발한 이 최첨단 곤충의 한 버전입니다. 라고벨리아의 다리와 프로펠러의 구조와 기능을 면밀히 연구한 후, 그와 그의 팀은 물에 닿으면 변형되도록 설계된 인공 버전을 개발했습니다.

물 위의 Rhagobot의 모션 이미지

이 블레이드는 라고봇의 다리 중간에 부착되어 있습니다. 영감을 받은 것처럼, 블레이드는 물에 잠기면 즉시 펼쳐지고, 밖으로 나오면 접힙니다. 블레이드의 모양은 물의 흐름과 속도에 따라 결정되므로 추가 전원이 필요하지 않습니다.

연구팀은 인공 선풍기가 라고봇에게 유리한지 확인하고자 했습니다. 그들은 표면 장력을 이용하여 스스로 추진할 수 있는 다른 종류의 소금쟁이를 모델로 한 대체 로봇을 제작하여 라고봇과 경쟁시켰습니다.

두 로봇 모두 같은 양의 에너지로 작동하지만, 라구봇은 팬 덕분에 상대보다 더 멀리 이동하고 더 빠르게 급커브를 돌 수 있습니다.

오르테가-히메네스는 "팬이 생성하는 추진력으로 전진 속도가 증가하고 빠른 제동이 가능해진다"고 말했다.

동시에 그는 "팬이 수축할 수 있는 기능은 로봇이 다리를 물 밖으로 들어 올리는 데 필요한 에너지를 크게 줄여줍니다." 라고 덧붙였습니다.

미래에는 Rhagobots가 거친 물을 헤쳐나가 환경 모니터링 시스템의 일부가 될 수 있으며, 연구자들은 폭풍과 홍수 시 수색 및 구조 임무를 지원하기 위해 이러한 로봇 무리가 동원될 가능성에 기대를 걸고 있지만, 센서와 전력의 무게를 추가하는 것은 상당한 과제가 될 것입니다.

지구 너머의 곳까지 탐험할 수도 있습니다. 라고벨리아가 증명한 게 있다면, 아주 작은 생명체라도 물 위든 어디든 큰 걸음을 내딛을 수 있다는 것입니다.

민 호안

출처: https://vtcnews.vn/kham-pha-robot-di-tren-nuoc-nho-bi-mat-cua-con-trung-ar960912.html