서울대 조규진 교수 등 한·미 연구팀 ‘수상도약’ 원리 사이언스誌에 게재

소금쟁이는 가늘고 긴 다리로 점프를 하며 물 위를 이동한다. 소금쟁이가 물에 빠지지 않고 물 위를 다니는 원리에 대해 생물학자들은 물론이고 로봇 공학자들도 관심을 가져왔다.

서울대 기계항공공학부 조규진·김호영 교수, 서울대 생명과학부 피오트르 야브원스키 교수, 미국 하버드대 응용과학부 로버트 우드 교수 공동연구팀은 소금쟁이가 물 위를 박차고 오르는 ‘수상 도약’ 원리를 모방한 초경량 로봇을 개발, 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 31일자에 발표한다.

소금쟁이가 물에 가라앉지 않는 것은 다리에 있는 털과 물의 표면장력 때문이다. 같은 부피에서는 표면을 작게 만들려는 표면장력과 소금쟁이 다리 털 사이에 형성된 미세한 공기방울이 서로 밀쳐내면서 소금쟁이가 수면을 박차고 위로 뛰어오르는 것이다. 소금쟁이는 뛰어오르기 전 다리를 가운데로 모으는데, 이는 물에 빠지지 않도록 하기 위한 동작이다. 마치 살얼음 위를 걸을 때 얼음이 깨지지 않도록 발꿈치를 들고 살금살금 걷는 것과 같은 동작이다. 연구팀은 이런 원리를 응용해 무게 68㎎에 실제 소금쟁이의 1.3배 크기로 다리 4개 달린 초경량 로봇을 만들었다. 로봇 다리는 물 위에 잘 뜨도록 원통형으로 만들었고, 로봇의 근육 역할을 하는 소형 구동장치를 달아 작동할 수 있게 했다. 로봇이 작으면 작을수록 다양한 환경에서 활용이 가능하다.

조 교수는 “이번에 개발한 로봇은 실제 소금쟁이가 움직이는 모습과 가장 유사한 방식으로 물 위를 뛸 수 있도록 세계 최초로 구현된 것”이라며 “재해나 오염지역에서 다양한 탐색 임무를 수행하기 위해서는 로봇을 가볍게 만드는 것이 필요하다”라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr