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"빛만 비췄을 뿐인데"…물 속에서도 배터리 없이 움직이는 로봇 광근육 개발

한-미 연구진이 대기 중에서는 물론, 물속에서도 배터리 없이 반복 작동하는 소프트 로봇용 광근육을 개발했다. 한국화학연구원 김현 박사와 부산대학교 이하범 교수, 미국 텍사스 A&M대 테일러 웨어 교수 공동 연구팀은 빛으로 움직이는 '결정성 액정 탄성체(AC-LCE)' 소재를 기반으로 인공 근육을 구현했다고 2일 밝혔다. 이 소재는 자외선과 가시광선에 반응해 수축·이완하는 특성이 있다. 작동 후에도 일정 시간 변형 상태를 유지하는 '구동 자물쇠' 기능도 갖췄다. 이 때문에 별도 배터리나 기계 장치 없이도 물속에서 반복 동작이 가능하다. 연구팀은 이 인공 근육을 스프링 구조로 제작해 실험한 결과, 기존 광화학 기반 인공 근육 대비 작동 거리 3배, 구동력 2배 이상 향상된 성능을 입증했다. 포유류 근육보다도 강한 힘을 냈다. 특정 구조 설계를 통해 동작 방향도 자유롭게 제어 가능하다. 로봇 손이나 몸통에 장착해 물체를 쥐거나 물속을 자율 이동하는 등의 복잡한 동작도 구현했다. 이 연구는 차세대 수중 소프트 로봇뿐만 아니라 의료, 국방, 극한 환경용 장치 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. 김현 박사는 "배터리, 기계장치, 와이어, 펌프 등 어떠한 연결 없이도 빛 만으로 100회 이상 반복 조작했다"며 "오는 2030년 실용화를 목표로 한다"고 말했다. 화학연 이영국 원장은 “수중 환경에서 별도 전원이나 기계장치 연결 없이 작동하는 차세대 소프트 로봇 소재 기술을 제시했다는데 의미가 있다”며 "향후 첨단 로봇, 헬스케어 기기 등 다양한 분야에서 혁신적인 응용이 가능할 것"으로 기대했다. 논문은 2025년 2월 국제 학술지 스몰(Small)에 후면 표지 논문으로 게재됐다. 연구는 과기정통부와 한국연구재단 등의 지원을 받아 수행됐다.

2025.05.04 12:00박희범 기자

황영식 광해광업공단 사장 "'코미르 원팀'으로 광해관리·지역재생 고도화”

황영식 한국광해광업공단(코미르·KOMIR) 사장은 15일 “핵심 광물 자원안보 전담기관 지위를 공고히 하고 광해관리와 지역재생 사업을 고도화할 것”이라고 밝혔다. 황 사장은 이날 취임식에서 “'코미르 원팀'으로 광업 전주기를 안정적이고 효율적으로 관리하는 국가적 책무 완수에 노력하겠다”며 이같이 말했다. 황 사장은 이어 해외사업을 신속하게 재편하고 합리화하는 한편, 국내외 핵심광물 개발·투자 사업을 적극 지원할 것이라고 덧붙였다. 황 사장은 경북 문경 출신으로 서울대 정치학과를 졸업한 후 한국일보에 입사해 논설위원과 주필, 서울대 산학협력중점교수(관훈신영기금교수)와 단국대 인재개발원 초빙교수 등을 지냈다. 특히, 기관통합 전인 2019년부터 2021년까지 한국광해관리공단 선임 비상임이사에 이어 기관 통합 이후 2024년까지 한국광해광업공단 초대 비상임이사를 지내는 등 코미르 업무에 이해와 경험이 풍부하다는 평가다. 황 사장의 임기는 3년이며, 15일 취임과 함께 공식 업무에 들어갔다. 한편, 코미르는 산업통상자원부 산하 공공기관으로 체계적 광해관리와 광물자원산업 육성·지원, 자원안보를 위해 설립됐다.

2025.04.15 14:28주문정 기자

지질자원연-포스코홀딩스, AI활용한 핵심광물 공동개발 나서

한국지질자원연구원(원장 이평구)이 포스코홀딩스(회장 장인화)와 AI를 적극 활용한 광물 탐사 및 추출 기술 공동 개발에 나선다. 한국지질자원연구원(원장 이평구, KIGAM)은 지난 4일 이를 위한 양자간 업무협약(MOU)을 체결했다. 이차전지, 신재생에너지, 반도체, 방산 등 주요 첨단 산업에 필수적인 핵심광물의 안정적 공급망 구축이 이번 협약 배경이다. 양 기관은 이 협약을 통해 △핵심광물 자원탐사 및 평가기술과 관련한 디지털 및 AI 기술 개발 △선광, 제련, 정련, 재자원화 등 핵심광물 추출기술 개발 △저품위 자원 활용기술 등 핵심광물 관련 미래기술 개발 등을 해나갈 계획이다. 이와 함께 △핵심광물 관련 국내외 산∙학∙연∙관 네트워크 공유 및 상호 인적자원 교류 △해외자원 활용 등 핵심광물 기술 개발의 시너지를 위한 상호 협력체계 강화 등의 방안을 추진해 나간다. 이평구 원장은 "디지털 기술과 AI를 활용한 자원 탐사 및 평가 기술 개발은 기존의 핵심광물 관련 기술 개발의 패러다임을 변화시켜, 효율성과 정확성을 크게 향상시킬 것"으로 기대했다. 이 원장은 "저품위 자원 활용기술 개발은 환경에 미치는 영향을 최소화하면서도 자원 회수율을 극대화함으로써 산업 전반에 걸쳐 혁신적인 솔루션을 제공할 것"으로 예상했다. 한편 지자연은 광물 자원 탐사, 개발 및 활용의 전주기 기술개발 노하우를 바탕으로 국내외 산업계와의 협력 네트워크를 강화 중이다. 또 핵심광물 관련 기술 혁신을 선도하기 위해 인공지능(AI), 드론, 3D 지질모델링 등 스마트마이닝 신기술 기반의 탐사기술 개발을 비롯해 달 자원 개발, 해저 희토류 탐사 등 다양한 자원 탐사분야에서 활발한 연구개발을 진행 중이다.

2025.04.08 23:39박희범 기자

세상 최고속 테라헤르츠-광변조 기술 개발…1조분의 1초만에 스위칭 가능

세상에서 가장 빠른 '테라헤르츠 대역 광변조' 기술이 개발됐다. 1조분의 1초만에 스위칭이 가능하다. 포항가속기연구소는 신희준 박사 연구팀이 POSTECH 노준석 교수팀과 공동으로 이 기술을 개발하고, 국제 학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 온라인으로 게재했다고 7일 밝혔다. 광변조 기술은 빛의 세기, 주파수, 위상을 조절해 정보를 전달하는 기술이다. 이를 활용해 3D 영상 구현이 가능한 홀로그램 디스플레이, 정밀한 실험 및 측정에 활용되는 펄스파 제어, 빛을 이용한 초고속 데이터 전송 등에 유용하게 쓸 수 있다. 신 박사팀은 기존의 마이크로 대역보다 10만 배 가량 더 넓은 대역폭을 갖는 테라헤르츠 대역에서 파형 제어에 성공했다. 연구팀은 실리콘 기판 위에 분할 고리 공진기(Split-Ring Resonator) 구조의 메타물질을 제작하고, 포항방사광가속기의 펨토초-테라헤르츠 빔라인을 이용해 특정시간 간격에서의 변화를 분석했다. 이 기술 개발에는 주파수 대역의 방사광을 이용해 물질 변화를 분석하는 테라헤르쯔 펌프-프로브 분광법이 이용됐다. 신 박사는 "분할 고리 공진기의 LC 회로(공진회로)에서 단락(Short-circuit)과 기판의 금속화(Metalization) 효과가 발생하는 것을 확인했다"며 "이를 정밀하게 조정해 광변조 성능과 효율성을 획기적으로 개선했다"고 설명했다. 기존에는 반도체의 이완(Relaxation Dynamics) 과정에서 이완시간이 길어 변조 가속도를 올리는데 한계가 존재했다. 하지만 이번 연구에서는 실리콘 기판의 광 여기(전자의 들뜬 상태) 과정만을 이용해 광변조 속도를 획기적으로 개선, 1.3 피코초(10의 -12승초)라는 세계 최단 스위칭 속도를 구현했다. 신 박사는 "특정 테라헤르츠 주파수에서 500% 이상의 변조 심도를 달성했다"며 "테라헤르츠 파를 자유자재로 조절할 수 있는 능동적 시간 파형 제어도 성공적으로 시연했다"고 부연설명했다. 신 박사는 "기존의 능동형 변조 기술이 갖고 있던 수십 피코초 수준의 스위칭 한계를 극복할 수 있는 새로운 광변조 기술"이라며 "향후 초고속 데이터 전송, 차세대 이미징 시스템, 정밀 의료진단 센싱 등 다양한 응용 분야에 적용될 것"으로 기대했다. 신 박사 연구팀은 앞으로 테라헤르츠 대역의 고성능 통신 시스템과 광 기반 정보 처리, 광 센싱 플랫폼 개발 등을 추진할 계획이다.

2025.03.07 10:46박희범 기자

KCL, GAMA와 미래첨단모빌리티 산업 발전 업무협약

KCL(한국건설생활환경시험연구원·원장 천영길)은 광주미래차모빌리티진흥원(GAMA·원장 김성진)과 '미래첨단모빌리티 산업 발전을 위한 업무협약'을 체결했다고 5일 밝혔다. KCL과 GAMA는 협야글 계기로 미래첨단모빌리티와 관련한 새로운 비즈니스 모델 창출과 기술 발전에 협력해 시험인증·표준화 분야에서 글로벌 리더십을 확보한다는 계획이다. 두 기관은 앞으로 자동차, 우주·항공 분야를 포함한 미래첨단모빌리티 분야에서 ▲연구개발(R&D) 사업 공동 수주 및 실행 협력 ▲기술정보 교류 및 표준화 활동 ▲시험장비 공동활용 ▲글로벌 협력사업 추진 등을 통해 광주 전남지역 산업 육성을 적극 지원하고, 나아가 국내 모빌리티 산업의 글로벌 시장 진출을 위해 협력하기로 했다. KCL은 전남 고흥에 우주항공청 '우주발사체 기술사업화센터'와 산업통상자원부 '친환경 항공기용 전기추진시스템 평가센터' 구축을 통해 미래 모빌리티와 우주·항공 시험인증 시장 진출을 위한 산업 인프라를 마련하고 있다. 천영길 KCL 원장은 “광주광역시의 대표적인 모빌리티 지원 기관인 GAMA와 협력해 광주·전남지역 모빌리티 산업 육성을 적극 지원하고 우리나라의 미래 경제를 책임질 자동차, 우주·항공 미래첨단모빌리티 시험·인증 분야 선도기관이 되겠다”고 밝혔다. 김성진 GAMA 원장은 “최근 GAMA가 보유한 다양한 모빌리티 관련 장비를 활용할 수 있는 시험인증기관 등과 협력을 늘려 나가고 있다”며 “시험인증기관과 실질적인 협력사업을 확대해 시험인증기관의 원스톱 서비스를 할 계획”이라고 말했다.

2025.03.05 18:33주문정 기자