최근 비대면 서비스 로봇의 수요가 급증하고 있지만, 일상에서 만나는 로봇들은 물체를 정교하게 조작하는 능력이 부족한 경우가 많습니다. 대부분 특정 작업에만 최적화되어 있어 사물마다 그리퍼 부품을 교체해야 하거나, 미리 입력된 정해진 물건만 겨우 잡을 수 있다는 기술적 한계가 존재하기 때문입니다. 한국기계연구원 로봇메카트로닉스연구실은 이러한 난제를 해결하기 위해 문어의 신체 구조에 주목했습니다. 문어가 다리로 물체를 감싸고 빨판을 변형시켜 흡착하는 원리를 로봇 그리퍼에 이식함으로써, 하나의 장치로도 다양한 형태와 크기의 사물을 완벽하게 제어할 수 있는 혁신적인 발판을 마련하게 되었습니다.

유연한 그리퍼 표면에 배치된 미세 와이어 구조는 물체가 닿는 순간 전체 구조가 물체 방향으로 오므라들게 유도하여 안정적인 파지를 돕습니다.

개발된 그리퍼는 문어의 독특한 동작 방식을 공학적으로 정밀하게 구현합니다. 물체가 표면에 닿는 순간 구조가 유연하게 변형되며 사물을 감싸 안으며, 내부에 형성된 벌집 모양의 소프트 구조가 물체의 복잡한 굴곡을 따라 형태를 바꾸어 강력한 진공 흡착을 실현합니다. 여기에 문어의 근육 제어 능력을 모방한 가변 강성 기술을 더했습니다. 그리퍼의 외곽 구조가 상황에 따라 단단하거나 말랑하게 실시간으로 변화함으로써, 물체를 잡은 뒤에도 흔들림 없이 위치를 견고하게 고정할 수 있습니다. 덕분에 단순한 운반 작업에서 나아가 정교한 힘 조절이 요구되는 일상적인 업무까지 수행할 수 있는 높은 범용성을 확보했습니다.

이 흡착 만능 그리퍼는 다양한 시연을 통해 그 놀라운 가능성을 증명했습니다. 호떡을 뒤집는 요리 과정부터 붓글씨를 쓰는 예술적 활동, 그리고 백신 바이알이나 주사기를 다루는 정밀한 의료 작업에 이르기까지 모든 과정을 단 하나의 그리퍼로 성공적으로 완수했습니다. 이는 복잡한 기계적 메커니즘이나 모터의 도움 없이도 단순한 흡착 원리만으로 세계 최고의 정밀도를 달성했다는 점에서 공학적 가치가 매우 큽니다. 앞으로 이 기술은 가정이나 병원 등 다양한 환경에서 사람을 돕는 로봇이 복잡한 사물들을 자유자재로 다룰 수 있게 하는 핵심 기술로 자리 잡으며, 본격적인 비대면 로봇 시대를 열어가는 주역이 될 것으로 기대됩니다.