김상엽 교수가 소프트 액츄에이션 로봇형 입자 생산기술 관련 연구로 Advanced Materials 국제저명 학술지에 논문을 게재하였다. 

부드러운 몸체로 이루어진 소프트로봇은, 주위의 환경에 따라 그 형체를 변형하며 임무를 달성할 수 있기 때문에 의료 및 산업용 로봇으로의 사용처가 확대되고 있다. 일반적으로 이러한 소프트로봇은, 외부에서 전달되는 유체의 압력을 이용하여 구동하기 때문에 유체 전달을 위한 관이 로봇 본체에 연결되어 있는 형상을 갖는다. 하지만, 로봇의 본체에 연결된 관은 로봇 구동의 자유도를 제한할 뿐 아니라 작은 크기의 마이크로 로봇을 구현하는데도 어려움을 야기하기 때문에, 끈이 없이도 구동이 가능한 소프트로봇의 개발은 필수적이다. 

서강대 김상엽 교수와 예일대 연구팀은 PDMS 레진 내부에 PFD 솔벤트가 분산되어 있는 에멀전을, 요변성 유체에 다시 분산하는 이중 에멀전 공정을 활용하여 소프트액츄에이션을 독립적으로 구현할 수 있는 지능형 입자를 개발하였다. 생산된 지능형 입자는 외부의 온도가 높아짐에 따라 내부에 분산되어 있는 PFD 솔벤트가 기화되기 때문에, 그 압력을 이용하여 입자의 부피가 순간적으로 700% 까지 증가하는 빠르고 강력한 액츄에이션을 얻을 수 있었다.

이를 통해 끈이 없이도 구동이 가능한 소프트로봇을 제조할 수 있게 되었으며, 다양한 크기의 로봇을 3D 프린팅을 활용하여 손쉽게 제작할 수 있는 길을 열었다. 이와 같은 지능형 입자는 향후 복잡한 형태의 소프트로봇을 대량으로 생산하거나, 인체 내부 및 우주 환경 등 액츄에이션의 구현이 제한되는 임무를 위한 로봇의 개발을 앞당길 것으로 기대된다. 

*논문제목: Soft Actuators Made of Discrete Grains

*논문 주저자: 김상엽 교수 (공동 1저자, 서강대), Rebecca Kramer-Bottiglio 교수 (교신저자, 예일대)

*논문정보: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202109617 ​