운동하며 땀 흘리는 로봇 등장

[곽노필의 미래창]
도쿄대 근골격 로봇 ‘겐고로’
피부가 땀 배출하는 방식 모방

이 로봇은 땀을 배출하면서 팔굽혀펴기를 11분간 계속할 수 있다. 도쿄대 JSK랩 제공

운동을 하면 땀이 난다. 몸에서 나는 열을 식히기 위해서다. 생명체가 아닌 로봇은 어떨까? 기계는 땀을 만들 수 없으니 계속해서 열이 난다. 그러다 보면 과열 상태에 이르러 기기가 작동을 멈춘다. 이런 상태를 막기 위해 등장한 것이 컴퓨터의 냉각팬이나 방열판, 자동차의 라디에이터 같은 것들이다. 하지만 이런 것들을 장착하면 기기 덩치가 불필요하게 커진다. 필요 이상의 덩치는 기기의 효율성을 떨어뜨린다. 다른 방법은 없을까?

일본 과학자들이 스스로 땀을 흘리는 로봇을 개발해 이 숙제를 해결할 수 있는 실마리를 찾아냈다. 도쿄대 JSK랩 연구진이 다공성 알루미늄 금속 프레임으로 물을 빨아들여 공기중으로 방출하는 식으로 로봇의 열을 식히는 기술을 개발한 것. 물이 증발하면서 로봇 열을 식힌다는 점에서 사람이 땀을 흘리는 것과 같은 이치다. 금속 프레임 내부에 구멍을 다수 만들어 물이 쉽게 통과할 수 있도록 했다. 이 구멍들은 알루미늄 분말을 3D 프린터의 레이저 소결 방식을 이용해 만들었다.

연구진은 이 냉각 방식을 키 170cm, 몸무게 56kg의 휴머노이드 로봇 ‘겐고로’에 적용해 구현했다. 겐고로는 이 연구실의 근골격 로봇인 고지로와 겐시로를 합친 것이다. 겐고로에는 108개의 모터가 있다. 새로이 개발한 알루미늄 금속 프레임으로 모터를 감싸다. 로봇이 운동(모터 회전)하면서 열이 발생하면 내장된 물이 모터에서 열을 흡수한 뒤 이 프레임을 통해 로봇 몸밖으로 증발돼 나간다. 모터 한 세트가 한나절 작동하는 데 탈염수 반 컵이면 된다고 연구진은 밝혔다. 이같은 냉각 시스템은 사람의 피부가 땀을 배출하는 방식에서 아이디어를 얻은 것이다.

이 시스템을 입힌 겐고로 로봇은 11분 동안 과열 없이 팔굽혀펴기(푸쉬업)를 계속할 수 있는 것으로 나타났다. 냉각 효과면에서 기존 방열판 등의 장치보다는 아직 못하지만, 일반 공기냉각 방식보다는 효율이 3배 가량 높다고 한다. 도쿄대 연구진은 지난 9~14일 대전에서 열린 세계지능형로봇시스템총회(IROS)에서 이 로봇을 공개했다.

곽노필 기자 [e-mail]

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