1984년 이탈리아 출신의 신경과학자 발렌티노 브라이텐버그 박사는 신경과 감각기관, 근육으로 이뤄진 단순한 네트워크가 어떻게 동물의 복잡한 행동을 만들어내는지를 탐구한 저서 ‘비히클(Vehicles)’을 출간했다. 이 책은 오늘날 ‘빔(BEAM) 로보틱스’라 불리는 로봇공학 분야의 태동에 큰 영감을 줬다. 단순한 부품을 사용해 복잡한 동작을 수행하는 간단한 로봇의 설계가 빔 로보틱스의 목표다.
어려울 것 같다고? 스위치 4개와 배터리 2개, 모터 2개만 있으면 누구나 빔 로봇을 만들 수 있다. 모습은 단순해도 작은 곤충을 닮은 이 로봇은 스스로 장애물을 감지해 회피한다. 또한 누군가 들어 올리거나 뒤집어지면 동작을 멈춘다. 가급적 매끄럽고 평탄한 지형에서 가지고 놀면 쓰러져 멈추는 일은 없을 것이다.
제작시간: 2시간
제작비용: 30달러
난이도: ●●●●○
준비물
- 싱글 C형 배터리 박스 2개
- 6-32 T자형 너트 및 호환 나사 각 2개
- 소형 스프링 클립 2개
- 1/4 R 빗각 수전 (faucet) 와셔 4개
- 4-40×1/8인치(3㎜) 작은 나사와 호환 너트 및 스플리트 와셔 각 4개
- 1인치(2.5㎝) 암이 달린 스냅 작동 롤러스위치 1개
- DPDT 슬라이드 스위치 1개
- M3×10㎜ F/F 나삿니 스탠드오프 2개, 호환 나사 4개
- 1인치(2.5㎝) 암이 달린 스냅 작동 레버 스위치 2개
- No. 2×3/8인치 (9㎜) 금속박판용 나사 2개
- AAA 배터리 3개용 플래시라이트 배터리 실린더 2개
- AAA 배터리 6개
- 6-32 알루미늄 리벳 너트 2개
- 직류(DC) 기어 모터 2개 (300~600rpm)
- 대형 종이 클립 2개
- 소형 암놈 퀵커넥트 러그(lug) 2개
INSTRUCTIONS
1. 3/16인치(5㎜) 비트를 이용해 배터리 박스의 스프링 리벳을 파낸다. 링 단자 및 단자와 연결된 전선은 남겨 둔다. T자형 너트의 돌출부를 제거한 후 구멍에 넣고 스프링 클립, 수전 와셔, 링 단자를 제 위치에 결착한다. 이를 6-32 나사로 고정한다.
2. 박스 아래쪽 구석의 클립에서 가까운 구멍에 4-40 나사를 통과시킨 뒤 롤러 스위치를 임시 고정한다. 이 나사는 바퀴에서 가장 먼 스위치 구멍으로 통과시켜 너트로 고정한다. 스위치의 또 다른 구멍이 박스의 긴 면과 평행하게 될 때까지 스위치를 돌린다. 이후 아래쪽 플라스틱에 지름 3㎜의 구멍을 뚫는다. 슬라이드 스위치 앞쪽의 핀 4개를 롤러 스위치의 C단자에 납땜한다. 적색 전선을 뒤쪽의 핀 중 하나에 납땜한다. 스위치를 떼어내고 두 번째 배터리 박스로 이를 반복한다. 단 적색 전선은 반대편 핀에 연결한다.
3. 적색 전선 두 개를 롤러 스위치의 NO 단자에 납땜한 뒤 4-40 나사, 너트, 와셔를 사용해 배터리 박스가 등을 마주보게 하도록 붙인다. 둘 사이에는 스위치 박스를 배치한다. 뒤쪽 모서리에 스탠드오프를 설치한다.
4. 레버 스위치를 90도로 정렬한다. NC 단자들을 납땜 연결하고, NO 단자들 사이에도 전선을 납땜 연결한다. No. 2 나사를 사용해 배터리 박스 앞면에 스위치를 고정한다. 검은색 전선 하나를 NC 단자와 다른 전선은 NO 단자와 연결한다. 검은색 전선을 각 C 단자에 납땜한다.
5. 배터리 박스 사이에 플래시라이트 실린더를 하나는 앞으로, 하나는 뒤로 끼워 넣는다. 각 리벳 위에 수전 와셔를 눌러 끼우고, 각 모터축 위에 리벳 너트를 끼운다. 모터를 스프링 클립에 끼워 넣고, 슬라이드 스위치를 넣는다.
6. 롤러 스위치를 누르고, 검은색 리드를 로봇의 같은 편에 있는 모터 단자에 접촉시킨다. 적색 리드 역시 다른 편의 모터 단자에 접촉시킨다. 바퀴가 앞으로 구르지 않으면 적색과 검은색 리드를 서로 바꿔본다. 리드를 납땜하고, 두 모터에 동일한 과정을 반복한다.
7. 곧게 편 종이클립을 퀵커넥트 러그에 납땜하고, 다시 휘어서 구레나룻 모양으로 로봇 앞을 가로지르도록 만든다. 러그를 스위치 레버 위로 미끄러뜨려 로봇이 나아가도록 둔다.
popsci.com/bugbot에서 이 로봇의 작동 영상을 확인할 수 있다.
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주석｜
BEAM 생물학(Biology), 전자공학(Electronics), 미학(Aesthetics), 기계공학(Mechanics)의 약자.
서울경제 파퓰러사이언스 편집부/by SEAN MICHAEL RAGAN
