기록을 깨는 소형 고속 곤충 로봇

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두 로봇인 미니버그(MiniBug)와 워터스트라이더(WaterStrider) 는 각각 길이가 8.5mm와 22mm이고 , 초당 약 6mm의 속도로 움직일 수 있습니다.

동전 옆에 있는 워터스트라이더 로봇과 미니버그. 사진: 밥 허브너/WSU — 동전 옆에 있는 워터스트라이더 로봇과 미니버그. 사진: *밥 허브너/WSU*

워싱턴 주립대학교 연구진이 미니버그(MiniBug)와 워터스트라이더(WaterStrider)라는 두 종류의 곤충형 로봇을 개발했다고 TechXplore가 1월 18일 보도했습니다. 이 로봇들은 동종 로봇 중 가장 작고, 가볍고, 빠른 성능을 자랑합니다. 앞으로 이 마이크로 로봇들은 인공 수분, 수색 및 구조, 환경 모니터링, 미세 제조, 수술 등 다양한 용도로 활용될 수 있을 것입니다.

미니버그는 길이 8.5mm, 무게 8mg이고, 워터스트라이더는 길이 22mm, 무게 55mg입니다. 두 개미 모두 초당 약 6mm의 속도로 움직일 수 있습니다. 기계재료공학과 박사과정생이자 이 연구의 주저자인 코너 트리그스타드는 자연 곤충보다는 느리지만, 비슷한 크기의 마이크로로봇에 비하면 빠른 속도라고 말합니다. 5mg짜리 개미는 초당 거의 1m의 속도로 움직일 수 있습니다.

이 로봇의 핵심은 로봇의 움직임을 돕는 작은 액추에이터입니다. 트리그스타드는 새로운 제조 기술을 사용하여 액추에이터를 1밀리그램 미만으로 축소했는데, 이는 지금까지 개발된 것 중 가장 작은 크기입니다. 워싱턴 주립대학교 기계재료공학과의 네스토르 O. 페레스-아란시비아 교수는 "이것은 마이크로로봇용으로 개발된 가장 작고 빠른 액추에이터입니다."라고 말합니다.

액추에이터는 가열하면 모양이 바뀌는 형상 기억 합금을 사용합니다. 이 소재는 형상을 기억하고 원래 모양으로 돌아갈 수 있기 때문에 "형상 기억"이라고 불립니다. 로봇을 움직이는 데 사용되는 기존 모터와 달리, 이 합금에는 움직이거나 회전하는 부품이 없습니다.

형상 기억 합금은 일반적으로 로봇의 큰 움직임에는 너무 느립니다. 그러나 미니버그와 워터스트라이더의 액추에이터는 직경 0.025mm에 불과한 두 개의 형상 기억 합금 와이어로 제작되었습니다. 작은 전류만으로도 와이어를 쉽게 가열하고 냉각할 수 있어 로봇이 지느러미를 펄럭이거나 다리를 초당 최대 40회까지 움직일 수 있습니다. 예비 테스트에서 액추에이터는 자체 무게의 150배에 달하는 물체를 들어 올릴 수도 있었습니다.

Thu Thao ( TechXplore 에 따르면)

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