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이웃집과학자

이 로봇의 엄청난 괴력

By 이웃집과학자 X 다산사이언스

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'로봇'이란 단어는 1920년대에 등장했습니다. SF 소설로 유명한 체코의 작가 카렐 차페크(Karel Capek)가 그의 작품 <로섬의 만능 로봇(Rossum’s Universal Robots>에서 인조인간을 묘사하기 위해 로봇이란 단어를 처음 사용했습니다.


로봇

출처AdobeStock

산업용 로봇은 제조업 환경에서 특정 기능을 반복 수행할 수 있도록 고안됐습니다. 단순 반복 작업을 주로 했습니다. 그런데 오늘날 AI, 센서와 사물인터넷, 빅데이터 같은 기술적 진보가 로봇을 더 똑똑하게 만들고 있습니다. 겉모습도 다양해졌습니다.


그 제작 목적과 기능에 따라 겉모습이 다양한 로봇들, 지금부터 만나봅니다.


식물 수분 돕는 로봇 벌

벌처럼 날아라 로보비~

출처Wyss Institute at Harvard University

로보비(RoboBee)는 작은 곤충 로봇입니다. 종이 클립 절반 만한 이 로봇은 마치 벌처럼 생겼습니다. 식물의 수분 활동을 돕는 로봇 벌이라고 하는데요. 이 로봇은 하버드대학교 비스 연구소(Wyss Institute) 연구진이 개발했습니다. 

벌처럼 윙윙~

출처유튜브/Harvard University

무게는 약 80mg이고 양 옆으로 펼쳤을 때 날개 길이는 3cm에 불과한데요. 초당 120번 팔딱이는 두 개의 얇은 날개를 가지고 있습니다. 각 날개는 실시간으로 자동 제어됩니다. 인공근육을 이용해 날 수 있다고 합니다. 로보비 머리는 벌의 눈과 더듬이를 모방한 스마트 센서와 제어 전자 장치와 관련 있다고 하는데요. 주변 환경을 감지하고 동적으로 반응할 수 있습니다. 

작지만 강하다.

출처Wyss Institute at Harvard University

추가적으로 개조된 로보비 중 일부 모델은 태양열로 움직인다고 하는데요. 정전기를 사용해 표면에 내려앉을 수 있을 뿐만 아니라 물 속에서 수영을 하다가 비행모드로 전환도 가능합니다. 공중에서 정지하거나 수직 이착륙 등이 가능하다고 하는데요. 자연에서 영감을 얻은 흥미로운 이 로봇은 농작물 수분을 돕거나 수색 및 구조작업에도 이용될 수 있습니다

"꿀벌 사라지면 인류 4년 내 멸망"

혹자는 아인슈타인이 "꿀벌이 사라지면 인류가 최대 5년 안에 멸종한다"는 말을 했다고 한다. 하지만 이는 근거가 없다. 대신 꿀벌의 중요성을 강조하는 그 취지 만큼은 눈여겨봐야 한다.


꽃가루를 옮겨 수분을 돕는 꿀벌이 없어지면 농작물 생산에 큰 타격을 주게 된다. 지구에 존재하는 식물 중 곤충을 매개로 수분하는 '충매화'의 약 80%가 벌에 의존하고 있기 때문이다.


꿀벌은 또한 전 세계 식량의 90%에 해당하는 100종의 농작물 중 70여 종의 수분을 담당한다. 벌이 사라지면 블루베리, 사과 같은 작물 생산이 어려워진다.


이러한 잠재적 식량 위기에 대처하기 위해서라도 로보비는 오늘도 불철주야 업그레이드 되고 있다.  

밟아 죽일 수 없는 바퀴벌레 로봇

캘리포니아대학교 버클리캠퍼스 연구팀은 로보-바퀴벌레(robo-cackroaches)를 개발했는데요. 이 로봇은 매우 강하고 작아서 재난 구조에 활용될 수 있을 전망입니다. 이 로봇은 바닥을 총총 돌아다니는데요. 재빠르게 움직이는 바퀴벌레와 상당히 유사한 모습입니다. 발로 밟아도 부서지지 않을 만큼 정말 바퀴벌레처럼 끈질깁니다.


대형 우표 정도 크기의 이 로봇은 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)라는 압전 재료로 만들었다고 합니다. 압전 소재는 전기전압을 가하면 물질이 팽창하거나 수축하는 독특한 소재입니다. 연구진은 PCDF를 신축성 있는 폴리머 층으로 코팅해 전체가 휘어지게 만들었습니다. 또한 앞다리를 추가해 재료에 전기장이 가해져 구부러지거나 곧게 펴질 때 뛰어넘는 동작을 통해 앞으로 나아가게 만들었습니다.

보기엔 단순해 보이는 이 로봇은 몇 가지 놀라운 기능을 가지고 있습니다. 일단 속도가 빠릅니다. 바퀴벌레와 비슷하죠. 곤충 크기 로봇 중에서는 가장 빠른 축에 속합니다. 관을 빠르게 통과하거나 작은 비탈을 오르고 땅콩처럼 작은 짐을 운반할 수도 있습니다. 무게가 100mg도 되지 않는 이 로봇은 자기 몸의 100만배인 약 60kg의 무게까지 견딥니다.

바퀴벌레 로봇 밟아봐!

출처UC Berkeley/Stephen McNally

UC 버클리 기계공학과 교수 리웨이 린(Liwei Lin) 교수는 "소형 로봇들은 대부분 밟으면 파괴된다"며 "하지만 우리의 로봇은 무게를 실어도 로봇의 기능이 어느 정도 유지된다"고 설명합니다. 지진이 발생했을 때 큰 기계나 몸집이 큰 개는 잔해 속에 들어가 사람들을 찾아내기 매우 어렵지만, 이렇게 민첩하고 튼튼한 벌레 로봇을 이용한다면 더 많은 생명을 구하는 일에 적극 활용할 수 있을 전망입니다.


일본 사원에는 로봇 승려가 있다?!

400년 전통의 일본의 한 사원에는 로봇 승려가 있다고 하는데요. 오사카 대학교의 로봇공학 교수인 이시구로 히로시(Hiroshi Ishiguro)가 백만 달러를 들여 개발했습니다.

로봇 승려?

출처유튜브/The Hindu

사람을 닮은 안드로이 로봇인 카논(Kannon)은 불교 법리와 자비의 가치를 기반으로 교토의 고다이지 사원(Kodaiji temple)에서 설교합니다. 성인 크기의 이 로봇은 몸통, 팔, 머리를 움직입니다. 손과 얼굴, 어깨만 인간의 피부와 비슷한 실리콘으로 마감했습니다. 

이 로봇은 전통적인 승려들이 할 수 없는 방식으로 젊은 세대에게 다가갈 수 있길 희망하고 있는데요. 코다이지 사원의 승려 텐쇼 고토(Tensho Goto)는 "사람들이 로봇을 보고 불교의 본질에 대해 생각해보길 바란다"며 "이 로봇은 고통을 극복하는 방법을 가르쳐준다"고 말합니다. 이어 "이 로봇은 결코 죽지 않을 것이며 계속해서 스스로 업데이트하고 진화할 것"이라고 덧붙였습니다.


하지만, 신성한 사원에 로봇 승려가 왠 말이냐며 일각에선 종교의 신성함을 침해했다는 반응도 이어졌는데요. 관광객의 수입을 늘리기 위한 꼼수라는 비아냥도 나옵니다.


포스트 코로나 시대 핵심 기술들

책 <다가온 미래>의 저자이자 미래학자인 버나드 마(Bernard Marr)에 따르면 인류는 로봇을 창조했으나 아직 로봇에 대한 본직적인 두려움을 가지고 있다고 말합니다. 때문에 인간을 쏙 빼닮은 로봇과 함께 일하는 문제에 대해 고민하게 되죠. 로봇은 분명 인간보다 더 빠르고 정확하게, 그리고 안전하게 일할 수 있습니다. 하지만 인간의 일자리를 대신할 뿐더러 그 자체로도 여러 감정을 불러일으킵니다.

이에 버나드 마는 비즈니스 리더들에게 조언합니다. "어떻게 하면 인간의 고유 능력과 로봇의 효율을 결합해 최선의 결과를 얻을 수 있을까" 하고 말이죠. 책 <다가온 미래>를 통해 코로나 시대 이후를 관통하는 4차 산업 혁명 기술들을 확인해보시기 바랍니다.

##참고자료##

  • 버나드 마, <다가온 미래: 포스트 코로나 시대를 구원할 파괴적 기술 25>, 다산사이언스(2020) 
  • Vaughan, O. RoboBee breaks free. Nat Electron 2, 265 (2019). 
  • Wu, Yichuan, et al. "Insect-scale fast moving and ultrarobust soft robot." Science Robotics 4.32 (2019): eaax1594. 


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