ETH 취리히 연구진은 최근 로봇 움직임을 위한 인공 근육을 개발했습니다. 이 솔루션은 기존 기술에 비해 여러 가지 이점을 제공합니다. 기존의 경직된 로봇 대신 연한 로봇이 필요한 곳이나 환경과의 상호작용에서 더욱 뛰어난 감도가 필요한 곳에서 사용할 수 있습니다.
로봇 공학자들은 금속이나 다른 단단한 재료와 모터로 만들어진 로봇뿐만 아니라 부드럽고 유연한 로봇을 만들고 싶어합니다. 부드러운 로봇은 사람의 팔다리와 같이 충격을 완화하거나 물체를 부드럽게 잡을 수 있는 등 환경과 완전히 다른 방식으로 상호작용할 수 있습니다. 이는 에너지 소비의 이점도 제공합니다. 현재의 로봇은 보통 위치를 유지하기 위해 큰 양의 에너지를 필요로 하지만, 부드러운 시스템은 에너지를 효율적으로 저장할 수도 있습니다. 그래서 사람의 근육을 모델로 삼고 재현하려는 것이 더 자연스러울 수 없을 것입니다.
인공 근육은 생물학의 원리에 따라 작동합니다. 인공 근육은 전기 자극에 반응하여 수축합니다. 그러나 인공 근육은 세포와 섬유로 구성되지 않으며, 대신에 전해질로 채워진 가방으로 이루어져 있습니다(보통 오일이 사용됩니다). 이 가장자리는 일부 전극으로 부분적으로 코팅되어 있습니다. 이 전극에 전기 전압이 입력되면, 전해액이 전극을 끌어당기고 밀어내어 가방의 나머지 부분으로 이동합니다. 이로 인해 가방이 구부러지며 중량을 들어올릴 수 있게 됩니다. 한 가방은 근육 섬유의 짧은 묶음과 유사합니다. 이러한 가방들은 여러 개를 연결하여 완전한 구동 장치(액추에이터 또는 단순히 인공 근육이라고도 함)를 만들 수 있습니다.
인공 근육을 만드는 아이디어는 새로운 것은 아니지만, 지금까지 그 구현에는 중요한 장애물이 있었습니다: 정전기 액추에이터는 특히 6000에서 10000 볼트의 극도로 높은 전압에서만 작동했습니다. 이 요구 사항은 다음과 같은 여러 가지 문제를 야기했습니다. 예를 들어, 근육을 큰, 무거운 전압 증폭기에 연결해야 했으며, 물에서 작동하지 않았으며, 사람들에게 안전하지 않았습니다.
FAQ:
1. ETH 취리히의 연구진이 개발한 인공 근육은 어떻게 작동하나요?
인공 근육은 전기 자극에 반응하여 수축하는 방식으로 작동합니다. 그것은 전해 액으로 채워진 가방으로 구성되어 있으며, 이 가방의 일부는 전극으로 부분적으로 코팅되어 있습니다. 이 전극이 전기 전압을 받으면 전해액을 끌어당기고 밀어 낼 수 있으며, 이로 인해 구부러지고 중량을 들어올릴 수 있습니다.
2. 인공 근육을 사용하는 것의 이점은 무엇인가요?
인공 근육은 환경과의 상호작용에서 더욱 유연하고 감도가 있습니다. 충격을 완화하고 물체를 부드럽게 잡을 수 있습니다. 또한 기존의 로봇 시스템에 비해 더 적은 에너지를 소비합니다.
3. 왜 인공 근육은 사람의 근육과 비교되나요?
인공 근육은 비슷한 원리로 작동하는 사람의 근육 생물학에 영감을 받았기 때문입니다.
4. 인공 근육을 만드는 데 이전에 어떤 도전과제가 있었나요?
주요 장애물은 정전기 액추에이터가 오직 높은 전압에서만 작동했다는 점이었습니다. 이는 대형 전압 증폭기에 연결되어야 한다는 문제를 야기했으며, 물에서 작동하지 않았고, 사람들에게 안전하지 않았습니다.
5. 인공 근육의 다른 응용 분야는 있나요?
인공 근육은 로봇, 의학, 심지어 항공우주 산업 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다.
용어 설명:
– 액추에이터: 수신 신호에 대한 움직임 생성을 담당하는 구성 요소입니다.
– 전극: 전기 전류를 인공 근육으로 전달하는 도체입니다.
– 전기 자극: 인공 근육의 수축을 일으키는 잠깐의 전기 전류입니다.
– 부드러운 근육: 더욱 유연한 재료로 구성된 로봇으로, 자연스럽고 부드러운 환경과의 상호작용이 가능합니다.
– 정전기 액추에이터: 전기 전압의 영향을 받아 액체를 끌어당기거나 밀어내는 액추에이터입니다.
권장 링크:
– ETH 취리히
– 로봇
The source of the article is from the blog exofeed.nl