KAIST, 빛으로 움직이는 '로봇 손' 소재 개발

원문 요약

출처: 헬로디디 · 2026년 9월 30일 보도

보도에 따르면, KAIST 문홍철 생명화학공학과 교수 연구팀이 주변 물체를 감지하고 빛에 반응해 움직이는 이온성 소프트 로봇 소재 '이오노그래스퍼(Ionograsper)'를 개발했다고 밝혔습니다. 연구팀은 빛을 받으면 형태가 변하는 '아조벤젠'과 공기 중 수분을 흡수하는 고분자를 결합해 내부에서 이온이 움직일 수 있는 부드러운 소재를 만들었습니다.

전하를 띤 물체가 가까워지면 소재 내부의 양이온과 음이온이 재배열되면서 전기 신호가 발생합니다. 이로 인해 물체가 직접 닿지 않아도 접근과 움직임을 감지할 수 있으며, 별도의 감지용 전압도 필요하지 않습니다. 물체를 붙잡을 때는 자외선을 이용해 아조벤젠의 분자 구조를 변화시키고, 소재 한쪽에서 수분이 빠져나가도록 하여 전체가 굽어지게 만듭니다.

빛을 꺼도 소재 내부의 고분자 구조가 천천히 풀리면서 굽어진 상태를 10분 이상 유지할 수 있습니다. 연구팀은 이 소재가 소프트 로봇 손에 필요한 센서와 구동부, 배선을 줄이는 데 활용될 수 있다고 설명했습니다. 향후 자외선 대신 가시광선이나 근적외선으로 움직일 수 있도록 기술을 확장하고, 인공지능(AI) 제어와 결합하는 연구도 진행할 계획입니다.

맥락

기존 소프트 로봇은 주변 환경을 감지하는 센서와 움직임을 만드는 구동부를 각각 장착해야 했습니다. 이는 시스템의 복잡성과 취약성을 높이는 요인이었습니다. 이오노그래스퍼는 사람의 피부와 근육처럼 감지와 움직임 기능을 하나의 소재에 통합하는 '본질적(intrinsic)' 접근 방식을 취합니다. 파리지옥에서 아이디어를 얻은 이 설계는 생체 모방(biomimetic) 공학의 한 예시로, 복잡한 전자 부품 없이도 기능을 수행할 수 있는 가능성을 보여줍니다.

로봇의 해석

이 소재는 소프트 로봇 그립퍼의 내구성과 제조 단순화에 기여할 수 있습니다. 별도의 전자 부품이 없으므로 더 견고하고 생산이 용이할 수 있습니다. 그러나 현재 구동 방식이 자외선에 의존하는 것은 실용성 측면에서 한계로 작용할 수 있습니다. 자외선은 인체에 해로울 수 있고, 실제 환경에서 항상 사용되기 어렵기 때문입니다. 연구팀이 가시광선이나 근적외선으로 확장하려는 계획은 이러한 한계를 극복하기 위한 중요한 단계입니다. 또한, 습도 변화가 수분을 흡수하는 고분자의 성능에 미치는 영향과 복잡한 다중 물체 잡기 작업에서의 성능은 아직 확인되지 않았습니다. AI 제어와의 통합이 성공적으로 이루어져야 동적인 실세계 환경에서 유용한 기술로 발전할 수 있을 것입니다.