소프트로봇은 딱딱한 금속이 아닌데 어떻게 힘을 낼 수 있나요?

Question

부드러운 소재로 만들어진 소프트로봇이 있다고 들었는데, 딱딱한 금속 부품 없이도 어떻게 실제 작업을 수행할 만큼의 힘과 움직임을 만들어내는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 조일현 전문가입니다.

단단한 재료 대신 유체 압력이나 스마트 소재 또는 기하학적 구조를 활용해서 움직임을 만들어 낸다고 볼 수 있습니다.

가장 대표적인 방식으로는 유체 구동 방식으로 실리콘이나 고무 같은 말랑한 재료도 내부의 압축 공기나 액체를 주입하면 내부 압력으로 무거운 물건을 가볍게 들어 올리는 힘을 발휘 할 수 있게 합니다.

또한 스마트 소재인 유전 엘라스토머 또는 형상기억 합금 및 형상기억고분자를 사용하기도 합니다.

소재는 금속 보다 말랑 하지만 공기의 압력이나 전기 및 화학적 에너지를 전환하는 과정으로 큰 힘을 낼 수 가 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 임지훈 전문가입니다.

소프트로봇이 구동하는 주요 구동 원리와 기술은 크게 4가지로 나뉩니다만 2가지를 설명하자면

​1. 공압/유압 구동: 가장 널리 쓰이는 방식입니다. 내부가 비어있는 실리콘 구조체에 공기나 액체를 넣으면 내부 기압이 상승하면서 팽창합니다. 이때 한쪽 면을 늘어나지 않는 재질로 배치하면 팽창할 때 그 방향으로 곡선 형태로 구부러지면서 손가락처럼 물건을 감싸쥐는 강한 힘을 냅니다.

2. ​형상기억합금: 열을 가하면 원래 모양으로 돌아가는 특수 금속 선을 소재 내부에 삽입합니다. 전기로 열을 발생시키면 선이 줄어들며 인공 근육처럼 작용해 무거운 물체를 들어 올립니다.

​감사합니다! 좋은 하루되세요.

Answer 3

안녕하세요. 서종현 전문가입니다.

소프트로봇은 금속 같은 딱딱한 소재 대신 부드럽고 유연한 재료(실리콘,고무,젤 등)를 사용합니다.

이 로봇들은 공기압이나 액체 압력, 전기 신호 등으로 내부 구조를 부풀리거나 수축시켜 움직입니다. 예를 들어, 공기 주머니가 부풀면서 힘을 내는 원리입니다.이렇게 부드러운 동작이 가능하지만, 설계 방법으로 특정 부위에 더 강한 힘을 집중 시키거나 여러개의 구획을 독립적으로 제어해 큰 움직임과 힘을 만들어냅니다. 또한, 부드러운 로봇은 변형에 강하고 안전하며, 복잡한 환경에서도 적응성이 높아 다양한 작업에 활용됩니다. 이처럼 소프트로봇은 재료의 탄성과 내부 압력 조절을 통해 딱딱한 부품 없이도 충분한 힘과 움직임을 만들어낼수있습니다.