KAIST, AI 기반 ‘부드러운 로봇 손’ 소재 개발 성공

[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 인공지능(AI)을 활용해 3D 프린팅이 가능하면서도 원래 길이의 6배 이상 늘어나는 고신축 탄성 소재를 개발하고, 이를 바탕으로 다양한 형태의 물체를 잡을 수 있는 소프트 로봇 손을 구현했다.

한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 이승철 교수 연구팀이 한국과학기술연구원(KIST), 서울과기대와 AI 머신러닝 기법을 적용해 3D 프린팅용 고신축 소재 배합 비율을 찾아냈다고 1일 밝혔다.

기존 DLP(Digital Light Processing) 3D 프린팅 기술은 액체 소재의 점도가 높아지면 출력이 불가능해지고 반대로 점도를 낮추면 신축성과 강도가 떨어지는 상충 문제가 존재했다.

연구팀은 출력이 가능한 조합뿐만 아니라 점도가 높은 조합까지 포함된 실험 데이터를 AI에 학습시켜, 점도와 굳는 속도, 단단함, 신축성을 동시에 만족하는 최적의 ‘소재 레시피’를 도출했다.

개발된 소재는 DLP 3D 프린터에서 안정적으로 출력되었을 뿐만 아니라 파단 연신율 600% 이상(원래 길이의 6배 이상)을 기록했다.

반복 변형 시험에서도 3배 인장 100회, 60% 압축 100회 동안 성능이 유지됨을 확인했다.

연구팀은 이 소재로 공기압 구동 방식의 소프트 액추에이터를 출력해 로봇 손을 제작했다.

해당 로봇 손은 1kg 무게의 물병부터 파손되기 쉬운 달걀, 컴퓨터 마우스, 유리병 등 형태와 강도가 다른 물체들을 안정적으로 잡는 데 성공했다.

이승철 교수는 “이번 연구는 AI를 결합해 복잡한 소재 배합 절차와 시제품 제작 검증 시간을 크게 줄인 데 의의가 있다”며 “향후 소프트 로봇, 웨어러블, 맞춤형 의료기기 등 다양한 분야로 확대 적용될 것”이라고 설명했다.