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Kengoro: 땀 흘리는 로봇

 

위 휴머노이드처럼 사람이 푸쉬업을 하면? 
근육을 사용하기에 열이 생기고, 과도하게 생긴 열을 식히기 위해 땀을 배출하게 되죠. 수분이 증발하면서 열을 빼앗아 가는 기본 원리입니다.

로봇은 어떨까요?
위 gif처럼 휴머노이드 로봇이 푸쉬업을 계속하면, 모터가 과열되기 때문에 이를 식히기 위한 장치가 필요합니다. 그래서 팬, 방열판, 라디에이터 등을 사용하는데 이런 것들을 장착하기 위해서는 로봇 내부에 또 다른 공간이 필요하다는 단점이 있습니다.

일본 도쿄대학교 JSK lab의 Masayuki Inaba 교수팀은 이 문제의 해결책을 사람에게서 찾았습니다.
170cm, 56kg의 신체 사이즈에 108개의 모터를 달고 있는 이 인간형 로봇, 'Kengoro'는 사람처럼 땀을 흘려 열을 식힙니다.

 

 

쿨링시스템을 장착하려고 했지만 골격 프레임과 각종 부품들, 기어들, 회로들로 가득 차있어 라디에이터를 장착할 공간을 찾기 힘들었던 연구진들은 발상을 전환하여 물이 모터 주변의 프레임에서 흘러나와 증발시키는, 사람이 땀을 흘려 열을 식히는 것과 같은, 원리를 이용해보기로 했습니다.

 

but, HOW???

 

바로 3D 프린팅 기술을 이용한 것입니다.
알루미늄 파우더를 소재로, 레이저 소결방식 (LS: Laser Sintering) 3D프린터를 이용하여 프레임을 만들었는데, 레이저의 에너지에 변화를 주는 것으로 프레임의 밀도를 조정하여 어떤 부위는 침투성이 낮게, 어떤 부위는 침투성이 높도록 작은 구멍과 터널들이 스펀지처럼 생기도록 만들었습니다. 이렇게 하여 과열되기 쉬운 부위는 물이 흘러 열과 함께 공기 중으로 증발되도록 한 것입니다.

 

 

Kengoro는 탈이온수 한컵이면 반나절 동안 과열 문제없이 작동할 수 있고, 11분 동안 연속으로 푸쉬업을 할 수 있다고 합니다.
실험 결과 이 방식은 공랭식보다 세배나 효과가 있는 것으로 나타났지만, 전통적인 라디에이터 이용 방식에는 미치지 못했다고 합니다.

"Skeletal Structure with Artificial Perspiration for Cooling by Latent Heat for Musculoskeletal Humanoid Kengoro"라는 제목의 이 연구는 지난주 대전에서 열린 IROS 2016에서 발표되었습니다.

 

인간의 근골격계를 따라 만든 로봇이 등장하더니, 이제는 땀을 흘려 열을 식히는 로봇까지 등장하네요. 물론 아직 갈 길이 멀긴 하지만, 죽기 전에 인간과 똑같이 생긴 휴머노이드를 보게 될 것 같습니다. ^^;;

이상으로 오늘 소식을 마칩니다.

참고) 
https://3dprint.com/152659/3d-printed-robot-sweat/
http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/humanoids/kenshiro-robot-gets-new-muscles-and-bones
https://www.washingtonpost.com/news/morning-mix/wp/2016/10/17/the-remarkable-sweating-robot-researchers-cool-overheating-machines-in-human-style/

 

 

 

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