울산과학기술원(UNIST) 정훈의 교수 연구팀은 강하고 부드러운 '소프트 인공근육'을 개발했습니다. 이 인공근육은 고무처럼 8배 이상 늘어나면서도 자동차의 하중을 견딜 수 있을 정도로 강력한 성능을 보입니다. 연구진은 기존의 '형상 기억 고분자'에 강자성 입자를 결합해 외부 자극을 받으면 변형되고, 자극이 사라지면 원래 형태로 돌아오는 자성 복합 인공근육을 만들었습니다. 기존 소프트 인공근육은 유연하게 동작하지만, 무거운 물체를 들어 올리거나 특정한 힘을 가할 때 한계가 있었습니다. 이를 보완하기 위해 연구팀은 강자성 입자를 결합해, 자성을 활용한 하중 지지력과 신축성을 크게 향상시켰습니다.

이 인공근육은 최대 2700배까지 강성을 변화시킬 수 있으며, 부드러운 상태에서는 8배 이상 늘어날 수 있습니다. 동시에 딱딱한 상태에서는 자기 무게 대비 최대 1000배의 인장 응력을 견디며, 자동차 하중도 쉽게 버틸 수 있을 만큼의 성능을 자랑합니다. 연구팀은 이 인공근육을 액추에이터로 활용할 수 있음을 실험적으로 입증했으며, 에너지 효율 또한 90.9%로 매우 뛰어난 성능을 보였습니다.

특히 불필요한 진동을 줄이기 위해 하이드로젤층을 덧붙인 이중층 구조를 통해 안정성을 강화했고, 다양한 구동 성능을 확보할 수 있었습니다. 이러한 인공근육은 로봇, 웨어러블 장치, 생체의료기기 등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 기술로 사용될 가능성이 큽니다. 연구진은 레이저 가열과 자기장 제어를 통해 신장, 수축, 굽힘, 비틀림 등의 다양한 동작을 구현할 수 있으며, 원격 제어를 통해 복잡한 동작도 수행할 수 있음을 밝혔습니다.

이 연구 결과는 차세대 인공근육 및 소프트 액추에이터 개발에 혁신적인 기여를 할 수 있을 것으로 기대됩니다.

Q1: 소프트 인공근육 기술이 로봇 공학에서 어떤 혁신을 가져올 수 있을까요?

Q2: 이 인공근육이 웨어러블 기기와 의료기기에서 어떤 실질적 이점을 제공할 수 있을까요?

Q3: 인공근육이 기존의 산업용 소재와 비교했을 때 어떤 차별성을 갖고, 그로 인해 새로운 응용 가능성은 무엇일까요?