아직 모를 수도 있지만, 현재 필드나 로봇 공학에서 새로운 혁신이 일어나고 있습니다. ‘소프트 로보틱스’라고 알려진 이 새로운 과학 분야는 인간과 로봇의 신체적 차이를 없애는 것이 그 목표입니다.
‘인간’에 대한 도전
지금까지 로봇이라고 하면 단단한 몸체를 갖고 있고 인체의 연한 조직보다 몇 배는 더 단단하고 강한 소재로 만들어졌기 때문에 전체적인 형태 이외에는 인간과 닮은 부분이 없었습니다. 브리스톨의 University of West England의 연구원인 Peter Walters와 David McGoran은 현재 이러한 사실을 바꾸기 위한 연구를 진행하고 있습니다
[caption id="attachment_9157" align="alignright" width="210" caption="Peter Walters와 David McGoran" frameborder="0" allowfullscreen>
3D 인쇄로 좀 더 사람과 비슷한 안드로이드 로봇을 만들 수 있습니까?
이 대학 정밀인쇄연구센터의 3D 인쇄 연구실에서 연구 중인 이 두 사람은 문어나 해파리에서 볼 수 있는 촉수의 움직임과 기능을 닮은 ‘인공 근육’을 만들고 있습니다. 이 인공 근육은 전류에 의해 가열될 때 수축하는 형상 기억 합금(Shape Memory Alloy) 소재(바이오메탈)로 만들어집니다. 3D 인쇄 촉수 팔 안에 바이오메탈 와이어가 삽입되어 자극이 전달되면 다양한 방향으로 움직일 수 있습니다.
왜 3D 인쇄인가?
3D 인쇄는 복잡한 모양도 만들 수 있고 그 안에 바이오메탈 와이어를 넣을 수 있는 구멍을 낼 수도 있는데, 기존의 실리콘 성형으로는 거의 불가능한 일입니다. 이제 촉수를 3D로 직접 인쇄할 수 있게 되면서, 성형 절차를 완전히 생략해 디자인 반복 속도를 높이고, 촉수 구조 또한 손쉽게 변경할 수 있으며, 값 비싼 성형 도구를 새로 구입할 필요도 없어집니다.
이 사진에 나와있는 촉수는 모두 Objet 3D 프린터로 만든 것으로 동일한 구조 내에서 강성 재료와 고무 같은 재료를 함께 3D로 인쇄할 수 있는 세계 유일의 기술입니다. Objet으로 인쇄한 부분은 파란색 부분입니다. 이것은 실제로 Objet TangoPlus™의 투명 고무 소재로 만든 것인데 3D 인쇄와 세척 후 파란색으로 염색한 것입니다.
다음 단계: 3D 인쇄 안드로이드?
처음으로 ‘로보틱스(Robotics)’라는 용어를 사용한 것은 1941년에 SF 작가 Isaac Asimov입니다. 역사상 가장 인기 있는 작가 중 한 명으로 ‘Robot and Foundation’ 시리즈는 어린 시절 저의 상상력을 자극했습니다. 이 소설의 주요 캐릭터 중에 ‘Daneel Olivaw’라고 하는 인간과 비슷한 로봇이 있었는데 이 로봇은 인류를 구원하고 우주에 ‘은하 왕국(Galactic Empire)’을 세우는 것을 도와주는 캐릭터였습니다. Daneel은 아주 세밀한 부분까지 인간과 닮았으며 합성 피부를 갖고 있었는데, Asimov는 이것은 “와이어와 강철”이라고 설명했습니다.
3D 인쇄와 바이오메탈 기술이 좀 더 발전한다면, 복수 재료 3D 인쇄를 이용해 실제로 작동하는 안드로이드를 만드는 날도 머지 않을 것입니다. 이러한 시스템이 있다면 디자이너는 강성 3D 인쇄 골과 관절을 자연스럽게 3D 인쇄 연성 조직에 연결할 수 있을 것입니다. 모든 요소가 안에서 복잡하면서도 정밀하게 사방으로 뻗어 있는 바이오메탈 신경과 힘줄에 의해 움직이게 됩니다.
다음 단계는 무엇일까요? 아마도 인간과 닮은 로봇들이 우주로 가서 화성을 지구처럼 만들어 인간이 살 수 있는 공간으로 만들지 않을까요?
[caption id="attachment_9166" align="aligncenter" width="597" caption="강성 소재와 고무 소재로 만든 복수 재료 3D 인쇄 인간 관절. 버지니아공대 학생들이 접착제를 사용하지 않고 하나로 자연스럽게 만든 구조" frameborder="0" allowfullscreen>
바이오메탈과 Objet 3D 인쇄 가요성 소재로 만든 기능성 촉수
3D 인쇄 촉수 연구에 대한 자세한 내용은 IS&T Digital Fabrication 2011에 실린 Peter Walters와 David McGoran의 논문을 참조하십시오.

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