스스로 중금속을 검출하는 식물 모방 소프트 로봇 개발
[더팩트ㅣ대전=이영호 기자] 충남대학교는 응용화학공학과 이창수 교수 연구팀이 외부 동력 없이 스스로 환경을 감지하고 반응하는 완전 자율형 식물 모방 소프트 로봇을 개발했다고 25일 밝혔다.
이번 연구는 국제 학술지 ‘Journal of Hazardous Materials’(IF:12.2)에 9월 20일 게재됐으며 충남대 응용화학공학과 정성근 박사가 제1저자로, 이창수 교수가 교신저자로 참여했다.
전 세계적으로 산업 활동과 도시화가 급속도로 진행됨에 따라 환경오염 문제, 특히 수질 오염이 점점 심각해지고 있다.
기존 환경오염 모니터링 방법들은 주로 대규모 장비를 요구하고, 인간이 직접 샘플링하고 분석하는 방식에 의존하고 있어 지속적이고 실시간으로 환경 변화를 감지하는 데 한계가 있다. 이에 따라 지속 가능하면서도 경제적이고 효율적인 새로운 모니터링 방법의 개발이 요구되고 있다.
이에 이창수 교수팀은 자연의 다공성 구조를 활용한 설계를 바탕으로 종이와 같은 저렴하고 흔한 재료를 활용함으로써 비용을 효율적으로 낮추고, 호수와 강에서의 지속적인 물질 모니터링에 적합한 완전 자율형 식물 모방 소프트 로봇을 개발했다.
이창수 교수팀이 개발한 소프트 로봇은 모세관 현상을 이용해 물을 자동으로 흡수하고 연료로 사용하며, 중금속과 같은 환경 오염을 감지하면 ‘꽃잎’ 모양의 액추에이터가 반응해 근처의 중금속 오염을 시각적으로 경고한다. 이는 기존 소프트 로봇이 외부 동력을 필요로 하고 환경 변화에 반응하지 못하는 한계를 극복한 것이다.
특히 연구팀은 소프트 로봇이 구조 내에 내장된 ‘마이크로플루이딕 로직’을 통해 오염이 감지됐을 때만 액추에이터로 물을 이동시키도록 설계했다. 이 기능 덕분에 스마트 로봇은 환경 모니터링에 이상적인 도구로써 인간의 지속적인 관리 없이도 효과적으로 환경 감시를 수행할 수 있다.
이창수 교수는 "이번 연구는 로봇 설계의 한계를 넓히는 동시에 환경 보호를 위한 유망한 해결책을 제공함으로써 환경 위협을 모니터링하고, 대응하는 방식의 혁신 가능성을 제시할 수 있어 응용 가능성이 매우 넓다"고 밝혔다.
tfcc2024@tf.co.kr
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