빛으로만 움직이는 인공근육 등장···물 속에서도 작동 가능

전기장치 없이 빛만으로 작동
수중에서 가시광선으로 근육 원격 조정 가능

아조벤젠 기능화된 반결정성 액정 탄성체 소재로 만든 인공 근육에 자외선을 비춰 동작을 유도하고 있다. 사진제공=한국화학연구원

[서울경제]

전기장치 없이 빛만으로 작동하는 인공 근육을 국내 연구진이 개발했다.

한국화학연구원은 4일 김현 선임연구원과 이하범 부산대 교수, 테일러 웨어 텍사스A&M대 교수 공동 연구팀이 빛에 반응해 움직이는 액정 탄성체 기반의 인공 근육을 개발했다고 밝혔다.

연구진이 개발한 기술은 전선이나 배터리 없이 물 속에서 100회 이상 반복적으로 동작할 수 있다. 지금까지 로봇은 전기나 유압 등 에너지원으로 동작했기 때문에 물 속에서는 적용하기 어려웠다. 연구진은 이같은 한계를 극복하기 위해 아조벤젠이라는 광반응성 분자를 액정 고무에 적용한 AC-LCE 소재를 개발했다.

이 소재는 빛을 통해 분자 배열이 바뀌고 형태도 변형된다. 빛을 통해 스스로 줄었다 늘어나는 일종의 ‘스마트 고무줄’인 셈이다. 연구진은 이 소재를 스프링 형태로 만들어 로봇 근육에 적용했따. 실험 결과 로봇은 기존 로봇보다 세 배 이상 큰 활동력을 나타냈고, 포유류의 근육보다 두 배 이상 강한 힘을 냈다. 나아가 수중 환경에서 자외선이나 가시광선을 쬐는 것만으로도 수축이나 이완을 원격 조정해 소프트 로봇에 동력을 제공하는 것에도 효과를 냈다. 연구팀은 “기존 기계·전기 장치 기반 동력 장치의 한계를 극복하고 수중 환경에서도 별도 전원이나 기계장치 연결 없이 작동할 수 있는 소프트 로봇 기술을 제시했다는 점에서 의미가 있다”고 설명했다. 연구 성과는 국제 학술지 ‘스몰’에 게재됐다.

서지혜 기자 wise@sedaily.com