스스로 움직이는 '망토처럼'…KAIST, 로봇종이 원천기술 개발

영화 '닥터 스트레인지'에는 망토가 스스로 접고, 날아 다니는 장면이 나온다. 마치 마법 망토처럼. 국내 연구진이 이와 유사한 '로봇 종이(시트)' 원천기술을 개발했다. 이 시트는 여러 형태로 실시간 접힘이 가능하다. 향후에는 더 다양한 형태의 자유로운 연출도 기대된다. KAIST(총장 이광형)는 기계공학과 김정 교수와 박인규 교수 공동 연구팀이 형상을 실시간 프로그래밍할 수 있는 '로봇시트' 원천 기술(field-programmable robotic folding sheet)을 개발했다고 6일 밝혔다. 연구팀은 사용자 명령에 따라 다양한 3차원 형상을 만들어 낼 수 있는 소재 기술 및 프로그래밍 방법론을 통합적으로 제시했다. '로봇 시트'는 얇고 유연한 고분자 기판 내에 미세 금속 저항 네트워크를 내장시켜 각 금속 저항이 히터이자 온도 센서 역할을 수행한다. 온도에 따라 별도 외부 장치 없이도 시트의 접힘 상태를 실시간 감지하고 제어한다. 또 유전 알고리즘(genetic algorithm) 및 심층 신경망(deep neural network)을 결합한 SW는 스스로 소재를 반복 가열 및 냉각을 통해 사용자가 원하는 접힘 위치와 방향, 강도를 조절하며 정확한 형상을 만들어낸다. 김정 기계공학과 교수는 "전자 종이처럼 생긴 로봇 시트가, 필요한 순간에 원하는 위치가 접히도록 프로그래밍할 수 있다"며 "2차원 평면 시트 형태의 로봇을 다양한 3차원 형상으로 변형시킬 수 있다"고 말했다. 연구팀이 만든 저항체 네트워크는 저항체 갯수(308 개)보다 적은 다수의 전극(8 x 8 배열)을 통해 제어한다. 또 –87°~+109°의 높은 접힘 굴곡도도 달성했다. 김정 교수는 "자기 몸을 바꾸면서 똑똑하게 움직이는 형상 지능 구현에 한 걸음 더 다가간 원천기술"이라며 "향후 고속 냉각, 다양한 크기 및 형상으로의 확장, 일체형 전극 구조 설계 등에 응용 사능한 차세대 피지컬 AI 플랫폼으로 개발해 나갈 계획"이라고 덧붙였다. KAIST 박현규 박사(현 삼성전자 삼성종합기술원)와 정용록 교수(현 경북대학교)가 공동 제1저자다. 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 온라인판(8월)에 실렸다. 한편 이 연구는 한국연구재단(과학기술정보통신부) 지원을 받아 수행됐다.