한국 연구진이 물 위를 민첩하게 누비는 소금쟁이의 비밀을 규명해 이를 모사한 초소형 수상 로봇을 세계 최초로 개발했다. Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã giải mã bí mật của loài bọ nước có khả năng di chuyển nhanh nhẹn trên mặt nước và lần đầu tiên trên thế giới chế tạo thành công robot siêu nhỏ mô phỏng đặc tính này.
과학기술정보통신부는 아주대학교 기계공학과 고제성 교수 연구팀이 미국 UC 버클리 및 조지아 공과대학교 연구진과 공동 연구로 수면 위에서 자유롭게 움직이는 곤충 라고벨리아의 운동 메커니즘을 규명해 이를 구현한 초소형 로봇을 개발했다고 22일 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적 과학 학술지 ‘사이언스’ 21일(현지 시간) 표지 논문으로 게재됐다.
Bộ Khoa học và Công nghệ Thông tin Hàn Quốc cho biết, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Ko Je-seong, Khoa Cơ khí, Đại học Ajou, phối hợp cùng các nhà khoa học từ Đại học California, Berkeley và Viện Công nghệ Georgia (Mỹ), đã làm sáng tỏ cơ chế vận động của loài côn trùng Ragovelia, một thành viên thuộc họ bọ nước, và dựa trên nguyên lý này phát triển robot siêu nhỏ di chuyển trên mặt nước. Kết quả nghiên cứu được đăng tải dưới dạng bài báo trang bìa trên tạp chí khoa học hàng đầu thế giới Science vào ngày 21/8 (giờ địa phương).
라고벨리아는 소금쟁이과에 속하는 수서 곤충이다. 끝다리 끝의 부채꼴 구조로 인해 빠른 물살 속에서도 강한 추진력과 뛰어난 기동성을 발휘하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 부채 구조가 초단시간 내에 어떤 원리로 작동하는지는 그간 과학적으로 규명되지 않았다.
Ragovelia nổi tiếng với khả năng tạo lực đẩy mạnh và cơ động tuyệt vời ngay cả trong dòng nước chảy xiết nhờ cấu trúc hình quạt ở phần cuối chân. Tuy nhiên, nguyên lý hoạt động siêu nhanh của cấu trúc này vẫn chưa được khoa học làm rõ trước đây.
고 교수팀은 곤충의 부채꼴 구조가 근육의 수축이 아닌 수중 환경과 상호작용에 의해 자동으로 작동된다는 사실을 밝혀냈다. 연구에 따르면 라고벨리아의 부채 구조는 다리가 물에 잠기는 순간 약 0.01초 이내에 스스로 펼쳐지고, 수면 밖으로 나오면 즉시 접히는 초고속 자가 변형 구조를 갖는다.
Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Ko phát hiện rằng cấu trúc hình quạt này hoạt động không nhờ sự co rút cơ bắp, mà nhờ tương tác với môi trường nước. Theo nghiên cứu, khi chân Ragovelia chạm vào nước, cấu trúc quạt tự động mở ra trong vòng chưa đầy 0,01 giây và ngay lập tức gấp lại khi rời khỏi mặt nước – một cơ chế tự biến đổi siêu tốc.
이 원리를 기반으로 연구팀은 21개의 끈 형태의 인공 털을 활용해 라고벨리아의 부채 구조를 정밀하게 모사한 초소형 로봇을 제작했다. 로봇은 곤충 크기의 소형임에도 수면 위에서 강한 추진력을 발휘해 민첩한 방향 전환까지 구현할 수 있는 것으로 확인됐다.
Dựa trên nguyên lý đó, nhóm nghiên cứu đã chế tạo robot siêu nhỏ với cấu trúc mô phỏng chính xác quạt của Ragovelia bằng 21 sợi lông nhân tạo dạng dây. Dù có kích thước tương đương với côn trùng thật, robot này có khả năng tạo lực đẩy mạnh mẽ trên mặt nước và thực hiện các chuyển hướng nhanh nhẹn.
고 교수는 “자연계 곤충이 가진 구조적 지능을 규명하고 향후 환경 점검, 구조 활동, 생물 모방 로봇 공학 등 다양한 분야에서 활용될 것”이라고 말했다.
Giáo sư Ko cho biết:
“Việc giải mã trí tuệ cấu trúc của côn trùng trong tự nhiên sẽ mở ra ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như kiểm tra môi trường, hoạt động cứu hộ và robot sinh học mô phỏng trong tương lai.”
테레시아 마가렛 기자 margareth@korea.kr
