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인간 근육 유사 인공근육 제작

작성자
관리자
작성일
2018-01-30
조회수
1,093

미국 콜로라도대 연구팀이 인간의 근육처럼 부드럽고 탄력있게 수축과 이완을 하면서도 동일한 동작을 반복해도 지치지 않는 0.5cm 두께의 인공근육을 제작



   - 이 인공근육은 액체 상태 절연체가 가득 채워지고 양 끝에 전압의 양극과 음극이 연결된 평평한 고무껍질
   - 이 인공근육에 전압을 걸면 양극에서 음극 방향으로 생긴 전기장에 의한 힘으로 인해 두 전극 사이 절연체가 전극 바깥쪽으로 밀려나 결과적으로 인공근육 형태가 변하면서 인간의 근육이 수축되는 것과 같은 효과를 발휘
   - 다시 전압을 없애면 액체가 두 전극 사이로 흘러 들어오면서 근육이 이완
   - 이 인공근육은 수축과 이완을 통해 물건을 집거나 드는 등 다양한 동작을 구사할 수 있으며, 동일한 동작을 반복해도 지치지 않는 장점을 보유
   - 힘의 세기는 전압 세기로 조절이 가능한데, 전압을 세게 걸수록 인공근육은 더 변형되고 그만큼 더 큰 힘을 발휘
   - 콜로라도대 연구팀은 15cm 길이의 두 막대 사이에 판형 인공근육 하나를 고정시킨 뒤 250g 무게 추를 매달아 근육 강도를 시험
   - 그 결과 1만V를 가했을 때는 수축하는 힘에 의한 인공근육의 변형률이 5%에 불과했지만 전압을 2만5천V까지 높이자 79%까지 증가하면서 추를 더 힘껏 들어 올릴 수 있음이 확인
   - 이 인공근육 여섯 개를 겹쳐 사용할 경우 4kg 무게 양동이를 5cm 이상 들어 올리는 작업도 가능


   - 콜로라도대 연구팀은 위팔과 아래팔을 인공근육으로 연결한 로봇팔도 제작해 시험했는데 전압 변화에 따라 팔 안쪽의 인공근육이 수축과 이완을 반복하면서 야구공을 든 로봇팔이 접혔다 펴짐이 관찰
    - 또한 전압을 걸었다 없애는 속도를 높이면 초당 5번 이상 빠르게 인공근육을 수축· 이완시킬 수 있음도 파악
    - 콜로라도대 연구팀은 구동전압이 높다는 점은 해결해야 할 과제이지만 이미 실험실에서 기존 대비 1/5 수준으로 줄이는 데 성공했다고 소개
    - 아울러 인공근육은 평평한 도넛 모양으로도 구현 가능하기 때문에 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것이라고 설명 

[Engineering, 2018.01.18]