벽·천장에 '착'‥가장 빠른 '스파이더 로봇' 韓연구진 개발

국내 연구팀이 벽과 천장을 빠르게 기어 다니며 점검, 수리 등 위험한 작업을 대신해줄 수 있는 사족보행 로봇을 개발했다. 45㎏ 무게의 짐을 짊어지고 세계에서 가장 빠른 속도인 초속 70㎝로 기어다니는 로봇이다.

카이스트는 박해원 기계공학과 교수 연구팀이 철로 이뤄진 벽면과 천장을 빠른 속도로 이동할 수 있는 사족보행 로봇을 개발했다고 26일 밝혔다. 연구성과는 국제 학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 12월호에 표지를 장식하는 논문으로 게재됐다.

이 로봇은 고무처럼 마찰력이 강한 탄성체와 철가루처럼 자석의 힘을 이용할 수 있는 자기응답인자를 섞은 ‘자기유변탄성체’ 재질의 발바닥을 가졌다. 이렇게 하면 탄성체의 마찰력 덕분에 미끄러운 철제 벽면에서 미끄러지지 않는 동시에, 자석의 힘으로 철제 벽면에 잘 달라붙을 수 있다.



로봇은 발바닥 자석을 반복적으로 활성화, 비활성화함으로써 동물 같은 사족보행을 구현했다. 자석에 해당하는 코일의 저항을 최대한 낮춰 활성화-비활성화를 빠르게 전환하는 것도 중요한데, 연구팀은 기존 로봇들보다 구조를 개선함으로써 이를 해냈다.

로봇의 등반 속도는 최고 초속 70㎝다. 보행하는 등반 로봇 중에서는 세계 최고 속도다. 기존 미국 로봇의 최고 기록(초속 67㎝)을 뛰어넘는 것은 물론, 미국 로봇으로는 불가능했던 천장 보행도 가능하다. 천장에 거꾸로 매달려서는 최고 초속 50㎝, 페인트·먼지·녹으로 오염된 물탱크 표면에서도 최고 초속 35㎝의 속도를 낼 수 있음을 연구팀 실험결과로 확인됐다.

자기 몸 길이의 2배 거리를 1초 만에 달릴 수 있는 셈이다. 로봇의 길이(앞다리와 뒷다리 사이 간격)는 33㎝, 너비(좌우 다리 간격)는 11.9㎝, 높이(키)는 13.1㎝다. 무게는 8㎏다.

이 로봇은 벽에 달라붙은 상태에서는 45.4㎏ 무게의 본체나 짐을 짊어지고도 아래로 미끄러지지 않고, 천장에 거꾸로 매달린 상태에서는 54.5㎏를 짊어지고도 떨어지지 않고 버틸 수 있다.

공동 제1저자인 엄용 카이스트 기계공학과 박사과정 연구원은 “로봇이 배, 교량, 송전탑, 송유관 대형저장고, 건설현장 등 철로 이뤄진 대형 구조물에서 점검, 수리, 보수 등 추락 위험이 있는 위험한 작업을 대신하는 데 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.