저와 제 학생들은 초소형 로봇을 연구합니다.
이것을 보시면 여러분 모두에게 친숙한
개미를 로봇으로 만들었구나 하고 생각하실 겁니다.
개미나 다른 곤충들이 이 정도 크기에서
대단한 일을 하는 걸 모두 압니다.
우리는 개미떼나 그런 곤충이
가령 소풍에서 감자칩을 들고 가는 걸 본적이 있습니다.
이런 개미를 만들 때 실제 어려움이 무엇일까요?
먼저 개미의 능력을 같은 크기의 로봇에서
어떻게 구현할 수 있을까요?
우선은 이렇게 작은 데도
어떻게 움직이게 할지를 알아내야 합니다.
저희는 이동력을 유지하기 위한 다리나
효율적인 모터같은 장치가 필요합니다.
그리고 반지능적인 개미 로봇의 모든 부분이 함께 움직이도록
센서, 동력, 통제력이 필요합니다.
마지막으로 이것을 제대로 작동하게 하려면
좀더 큰 일을 할 수 있게 모든 부분들이 협력해야 합니다.
이동성부터 시작하겠습니다.
곤충은 놀랍게 잘 움직입니다.
UC버클리에서 온 영상입니다.
바퀴벌레가 엄청나게 거친 지형을 넘어지지도 않고 움직이죠.
이게 가능한 것이 다리가 튼튼한 물질로 되어 있는데
통상적으로 로봇과 부드러운 물질을 만들 때 쓰는 겁니다.
도약하기는 몸집이 작을 때 움직일 수 있는 놀라운 방법입니다.
이 곤충들은 스프링에 에너지를 모으고 아주 재빨리 해방시켜
가령 물 밖으로 나오도록 도약하는데 필요한 높은 힘을 얻습니다.
제 연구실에서 얻은 큰 성과중 하나가
견고한 물질과 부드러운 물질을
극히 작은 장치로 조합하는 겁니다.
이 도약 장치는 한 쪽이 4 밀리미터로 매우 작습니다.
여기서 딱딱한 물질은 실리콘이고 부드러운 것은 실리콘 고무입니다.
기본 원리는 이것을 압축해서
에너지를 스프링에 모으고 그 다음에 도약하도록 놓는 겁니다.
여기에 모터나 동력은 지금 없습니다.
이 행동은 제 연구실에서
"핀셋을 든 대학원생"이 가동합니다.(웃음)
다음 영상에서 보실 것인데, 이 친구가 엄청나게 잘 뜁니다.
핀셋을 든 바로 그 대학원생인 아론인데요
여기서 보시는 4밀리미터 크기의 장치가
거의 40 센티미터 높이를 뜁니다. 거의 자기 길이의 100배죠.
그리고도 끄떡없습니다. 탁자에서 튕깁니다.
엄청나게 튼튼해서 우리가 분실하지만 않으면 매우 잘 견딥니다.
너무 작으니까요. (웃음)
궁극적으로 저희는 여기에 모터를 달고 싶습니다.
최종적으로 작으면서 스스로 움직이는 로봇을 만들기 위해
연구실에 밀리미터 크기의 모터 작업을 하는 학생이 있습니다.
이런 규모에서 움직이는 이동성을 살펴 보려면
자석의 힘을 역이용하거나 그대로 사용합니다.
초소형 로봇의 다리 부분이 어떤지 보이실 겁니다.
실리콘 고무 관절이 보이시죠.
거기에 내장된 자석이 외부 자기장에 의해 움직이고 있습니다.
이것이 먼저 보여드린 로봇으로 이어집니다.
이 로봇이 우리에게 알려주는 흥미로운 것은
이런 규모에서 곤충이 움직이는 방식을 알도록 돕습니다.
바퀴벌레에서 코끼리까지 어떻게 움직이는지
보여주는 훌륭한 모형이 있습니다.
우리는 모두 뛸 때 약간 통통 튀면서 움직입니다.
제가 매우 작다면 제 발과 땅 사이의 힘이
제 질량보다 더욱 이동성에 영향을 줄겁니다.
그것이 튀는 움직임을 일으키죠.
이 친구는 잘 하지 못했지만
뛰어 돌아다니는 약간 큰 형태를 만들었습니다.
한 변이 1센티미터인 약 1입방센티미터 정도로
크기가 매우 작습니다.
이것을 1초에 10몸 길이만큼 뛰게 했습니다.
그러니까 초당 10센티미터인거죠.
이렇게 작은 친구에겐 무척 빠른 겁니다.
이건 제한적인 시험 단계이고요.
이것이 어떻게 작동하는지 생각하게 합니다.
3D 프린트 형태로도 이것을 만들어서 앞서 보신 것 같은 바퀴벌레같이
장애물도 넘을 수 있습니다.
그러나 최종적으로 저희는 모든 것이 탑재된 로봇을 원합니다.
감지, 동력, 통제, 움직임 전부 함께 말입니다.
모든 것이 생체와 관련될 필요는 없습니다.
이 로봇은 틱택사탕 정도의 크기입니다.
이 경우에는 움직임을 위한 자석이나 근육대신에
로켓을 씁니다.
이것은 초소형의 강력한 물질입니다.
매우 작은 화소로 만들 수 있습니다.
이 화소 하나를 로봇 배 위에 두면
빛의 증가를 감지할 때 도약을 할 겁니다.
다음 영상은 제가 가장 좋아하는 것인데요.
300밀리그램 로봇이
공중에서 8센티미터를 뜁니다.
크기가 겨우 7밀리미터 4륜구동 인데요.
동력이 들어오는 초기에 큰 번쩍임을 보실 겁니다.
로봇이 공중에서 구릅니다.
그래서 저렇게 번쩍이는 것인데
공중으로 로봇이 도약하는 게 보이실 겁니다.
여기엔 한계 범위도 없고 이것에 연결된 줄도 없고,
모든 게 탑재되어 있어서
옆에 있는 책상 불빛을 켜면 반응하여 뜁니다.
여러분은 아마 우리가 이런 크기에서 뛰고, 기고,
도약하고, 구르는 로봇들을 가지고 온갖 신나는 일을 하겠구나 하시겠지만
지진같은 자연재해 후에 잔해들이 있다고 상상해 보십시오.
이 작은 로봇들이 생존자를 찾기 위해
그 잔해 속을 돌아다니는 겁니다.
아니면 교량이 안전한지 이 로봇이 돌아다니면서
검사하는 것을 상상해 보세요.
이런 붕괴사고가 일어나지 않도록 말입니다
미네폴리스 외곽에서 2007년에 벌어졌죠.
여러분의 혈액 속을 돌아 다니는
로봇이 있다면 어떻겠습니까.
그렇죠? 아이작 아시모프의 "환상적인 여행"인 겁니다.
아예 절개수술을 할 필요가 없죠.
건축방식을 혁신적으로 바꿀 수도 있습니다.
만약 흰개미 무리처럼 작업할 수 있는 작은 로봇이 있다면
8미터짜리 둔덕을 지을 수 있는데
아프리카나 호주의 다른 종류의 흰개미 무리가 사는 통풍이 잘 되는
아파트를 짓는 것이지요.
이 소형로봇을 가지고 할 수 있는 가능성들을
여러분께 보여드렸는데요.
갈 길이 멀긴 하지만 발전해 오고 있습니다.
여러분도 그 최종성과에 공헌하실 수 있길 바랍니다.
대단히 감사합니다.
(박수)(환호)