[D리포트] 계단 오르고 바위 넘는 바퀴…세계 최초 개발

사람 모형을 태우고 가는 두 바퀴 전동 휠체어입니다.

일상에서 자주 마주치는 계단은 물론, 잔디밭에 있는 작은 바위도 손쉽게 넘어섭니다.

평지에선 빠르게 가다가도 장애물을 앞에 두곤 바퀴에 바람이 빠진 듯 굴러가면서 손쉽게 넘어섭니다.

한국기계연구원이 세계 최초로 개발한 바퀴인데, 바퀴의 강도를 자유자재로 바꾸는 기술이 적용됐습니다.

기존에도 비공기압 타이어처럼 바퀴 내부를 유연한 물질로 구성하는 기술은 있었지만, 평지를 주행할 때 변형이 크게 생기면서 주행 효율성이 떨어진다는 한계가 있었습니다.

이에 반해 이번에 개발한 바퀴는 평지를 주행할 땐 일반적인 바퀴처럼 단단한 형태를 유지하다가, 장애물이 있는 경우에만 말랑하게 바뀌어 장애물을 극복하는 방식입니다.

복잡한 기계장치나 센서 없이도 바퀴 외곽의 표면장력을 변화시켜 바퀴의 강도를 바꾸는 시스템입니다.

허브, 즉 바퀴 중심이 회전하거나 거리가 변하게 되면 중심과 연결돼 있는 바퀴살 구조가 당겨지거나 느슨하게 바뀌면서 바퀴 외곽의 구조의 표면장력이 변화하는 겁니다.

[송성혁/한국기계연구원 책임연구원 : 족형 (보행) 로봇의 경우에는 흔들림이 발생할 수밖에 없고 평지에서도 이동 효율이 낮은 한계점이 있었지만 저희가 개발한 휠은 높은 이동 효율뿐만이 아니고 장애물까지도 쉽게 극복할 수 있는….]

신기술이 적용된 두 바퀴 휠체어 시스템은 18cm 높이의 계단을 오를 수 있고, 네 바퀴로 만들어진 이동체로는 바퀴 반경의 1.3배 높이의 장애물까지 넘을 수 있다고 연구진은 설명했습니다.

이번에 개발된 기술은 다양한 이동로봇이나 탑승형 운송수단에 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '사이언스 로보틱스' 8월호의 표지 논문으로 실렸습니다.

(취재 : 엄민재, 영상편집 : 원형희, 화면제공 : 한국기계연구원, 제작 : 디지털뉴스편집부) 

엄민재 기자 happymj@sbs.co.kr