소형 로봇과 드론은 원래 제작 목표에서 먼 길을 왔습니다. 환대 서비스부터 영적 지도, 재난 대응까지 다양한 분야에 배치됩니다. 최근 전 세계 곳곳에서 지진 등 대규모 재난이 발생하고, 몇 주에 걸쳐 진행된 구조 작업에서 아직도 피해자 수색이 이어지고 있습니다.이제 새로운 연구에 따르면 잔해 속 더 좁은 틈새를 기어 다닐 수 있는 능력을 갖춘 이 벌레가 어떻게 차세대 응급 구조원으로 사용될 수 있는지 보여줍니다. 퀸즐랜드대학교(UQ)와 뉴사우스웨일스대학교(UNSW) 연구팀은 피해자 수색은 물론 응급처치까지 돕는 ‘파라보그’를 개발했다. UQ 바이오 로봇 공학 연구원 Tan Vo Doan은 보도 자료에서 “사이보그 곤충은 지난 20년 동안 ‘수색 및 탐사’ 임무를 위해 설계되었습니다.”라고 말했습니다. “우리는 다음 단계로 나아가고 싶었습니다.”
하나에서 영감을 얻은 딱정벌레
팀은 Paraborg를 개발하기 위해 퀸즈랜드 북부에 서식하는 거대한 바퀴벌레에 의존했으며, 이는 Advanced Science에 발표된 최근 논문에 기록되어 있습니다. 장갑 딱정벌레는 길이가 최대 87mm(3.5인치)이고 무게는 최대 40g(1.4온스)입니다.연구팀은 이러한 큰 크기를 활용하여 재난 피해자의 상태를 촬영하는 카메라가 장착된 파라보그와 약물 투여를 위한 자동 주입 장치가 장착된 두 가지 유형의 파라보그를 개발했습니다.바퀴벌레는 자기 몸무게의 1.5배까지 지탱할 수 있습니다. 실제로 주입 메커니즘을 갖춘 이 벌레는 전체 높이가 약 15mm, 무게가 약 17g 증가한 것으로 나타났습니다. 연구 결과에 따르면 이는 정상적인 움직임에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다.연구팀은 사이보그 벌레를 만들기 위해 전극과 마이크로칩을 부착할 때 마취를 했고, 장비를 제거하면 일반 벌레처럼 살았다. 딱정벌레의 더듬이와 복부 뒤쪽에 튀어나온 한 쌍의 감각 기관인 고리에 내장된 전극에 전기 자극을 가함으로써 연구자들은 딱정벌레의 이동 방향과 걷는 속도를 원격으로 제어할 수 있었습니다.그들은 각 더듬이를 독립적으로 자극하여 딱정벌레를 몰 수 있었고, 두 고리를 모두 자극하면 리듬을 제어할 수 있었습니다. 과학자들은 50헤르츠 이상이면 시간이 지남에 따라 효과가 없다는 사실을 발견한 후 10~40헤르츠 사이의 다양한 주파수를 투여했습니다.주입 메커니즘은 스프링 시스템을 사용하여 주사기를 전개하는 소형 장치입니다. 이는 구연산을 포함하는 챔버와 중탄산나트륨을 포함하는 다른 챔버 사이의 밀봉을 파괴하는 과정을 촉발합니다. 베이킹 소다와 식초로 화산을 만들기 위해 어렸을 때 했던 것과 유사한 결과적인 화학 반응은 주사기의 플런저를 밀고 약물을 전달하기에 충분한 이산화탄소를 생성합니다.이번 연구를 위해 연구팀은 바퀴벌레를 원격으로 조종해 출발지점부터 세 개의 검문소를 거쳐 모의 표적에 주사를 놓는다.
충격적인 결과
그 결과, 목표물로부터 150mm 이내의 근거리에서 사격 성공률이 약 95%를 넘는 것으로 나타났습니다. 주사 시작부터 완료까지 전체 작업 순서의 성공률은 72%였습니다. 연구원들은 또한 한 딱정벌레가 카메라를 사용하여 시뮬레이션 대상을 찾고 다른 딱정벌레가 주입기 역할을 하는 팀워크를 성공적으로 시연했습니다.연구팀은 이전에 벽을 오를 수 있는 사이보그 딱정벌레를 개발했지만, 특수 의료 및 구조 장비를 운반하는 데에는 더 큰 딱정벌레가 더 적합하다고 지적했습니다.새로운 연구 결과는 유망하지만, 실험에서는 잔해, 고르지 못한 지형, 변화하는 풍경 등 실제 재난 현장에서 발견되는 복잡한 환경 조건을 재현하지 못했습니다. Vo Doan은 연구와 현장 테스트를 가속화할 수 있는 자원이 확보된다면 5~10년 내에 사이보그 곤충 구조대가 실제 재난 현장에 배치될 수 있다는 희망을 피력했습니다.Vo-Doan은 “모든 일을 하는 로봇을 만드는 대신 다양한 곤충의 타고난 힘을 활용하고 다양한 임무를 수행할 수 있도록 장비를 갖추는 것이 가능합니다”라고 말했습니다.
