DGIST, 배터리 없이 빛나는 무전원 소프트로봇 개발

배터리나 전자센서 없이 움직임에 따라 스스로 빛을 내는 소프트로봇 기술이 개발됐다.대구경북과학기술원(이하 DGIST)는 공학전문대학원 첨단기술공학과 정순문 교수 연구팀이 외부 힘을 받으면 빛을 내는 기계발광 섬유를 활용해 로봇의 움직임을 실시간으로 확인할 수 있는 무전원 광학 센서 기술을 구현했다고 3일 밝혔다.소프트로봇은 고무나 실리콘 등 유연한 소재를 활용해 사람의 근육이나 문어 다리처럼 움직이는 로봇으로, 의료기기와 재난 구조 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 주목받고 있다. 그러나 기존에는 움직임을 감지하기 위해 딱딱한 전자센서와 전선을 부착해야 해 유연성을 유지하는 데 한계가 있었다.연구팀은 외부에서 늘리거나 구부리는 힘을 가하면 스스로 빛을 내는 기계발광 현상에 주목했다. 발광 물질인 황화아연과 유연한 고분자 소재를 혼합해 실리콘 튜브에 채우는 방식으로 신축성과 내구성을 갖춘 튜브형 기계발광 섬유를 개발했다.이 섬유는 원래 길이보다 2배 이상 늘어나도 발광 특성을 유지했으며, 1천회 이상 반복적으로 늘였다 놓아도 초기 발광 성능이 안정적으로 유지됐다.연구팀은 개발한 섬유를 소프트로봇 표면에 그물망 형태로 적용했다. 그 결과 로봇이 움직이면서 굽히거나 팽창하는 부위에서 초록색 빛이 발생해 별도의 전원이나 전자센서 없이도 변형 상태를 눈으로 확인할 수 있었다.정순문 교수는 "로봇의 유연한 움직임을 방해하지 않으면서 외부 전원 없이 변형 상태를 확인할 수 있다는 데 의미가 있다"며 "앞으로 발광 성능과 내구성을 높여 웨어러블 기기와 인공피부 등 다양한 유연 전자소자로 활용 범위를 넓힐 계획"이라고 말했다.이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 개인기초연구사업, DGIST 기관고유사업 지원으로 수행됐다. 이민석 DGIST 융합전공 석사과정생과 송성규 에너지환경연구부 전임연구원이 공동 제1저자로 참여했으며, 연구 결과는 나노과학·첨단소재 분야 국제학술지 'Small Structures' 10월호 표지 논문으로 선정됐다.