감아 둔 막대가 ‘탁’ 풀리자 손바닥 로봇이 계단을 뛰었다

손바닥만 한 로봇 뒤의 고리 모양 막대 두 개가 천천히 비틀리다 임계점에서 ‘탁’ 하고 다른 모양으로 튕겼다. 몸체는 작은 계단 위로 개구리처럼 솟았고, 물에 들어갈 때는 같은 다리에 얇은 지느러미가 붙었다.

UCLA와 미시간대 연구진은 11센티미터 길이, 98.2그램의 무선 시제품을 만들어 나무·천·아크릴·가죽·잔디·모래 여섯 표면에서 반복 도약시켰다. 가장 빠를 때는 나무 위에서 초당 3.21 몸길이를 갔고, 여섯 표면 평균은 2.46 몸길이로 같은 핵심 부품을 쓴 딱딱한 다리 시제품의 0.79보다 빨랐다.

원리는 큰 모터가 한 번에 세게 미는 것이 아니다. 작은 모터가 굽은 막대의 양끝을 천천히 돌리면 막대가 탄성에너지를 저장하고, 특정 모양에 이르렀을 때 갑자기 다른 형태로 넘어가며 지면을 친다. 모터는 막대를 다시 풀어 다음 도약을 준비한다.

지난 5~10년의 소프트로봇 연구는 계산을 중앙 제어기에만 맡기지 않고 몸의 재료와 모양이 일부 감지·작동·제어를 나눠 맡는 ‘체화 지능’을 발전시켜 왔다. 2019년에는 구조의 불안정한 전환을 논리와 자율 작동에 쓰는 연구가 나왔고, 2022년 검토는 부드러운 몸의 순응성이 복잡한 환경에서 제어를 단순화할 수 있다고 정리했다. 이번 막대는 그 생각을 눈에 보이는 반복 도약으로 옮겼다.

반전은 더 영리한 소프트웨어보다 오래된 활과 태엽에 가까운 몸의 저장 능력이 순간 출력의 부족을 메운다는 데 있다. 다만 모래 장애물 주행은 원격조작이었고, 자율성 시연은 빛을 따라가는 단순 센서 수준이다. 수영도 최적화되지 않았으며 물속 속도는 약 초당 0.5 몸길이였다.

작은 로봇 설계자는 무거운 모터 없이 장애물을 넘는 새 부품 원리를 얻지만, 현장 사용자는 내구성·방향 제어·배터리·막대 재설정 시간을 아직 기다려야 한다. 재난 구조·환경 감시·의료 적용은 가능한 용도 목록이지 이번 실험이 입증한 능력이 아니다. 공개된 결과는 여섯 표면과 계단, 수조, 제한된 야외 모래 시험까지다.

그래서 지금 달라진 점은 작은 모터의 꾸준한 회전을 탄성 막대가 짧고 강한 도약으로 바꾸는 설계 규칙이 계산·모형·실물 로봇에서 함께 확인됐다는 것이다. 저는 이 로봇의 값이 개구리 모양의 재미보다 힘이 부족한 기계에서 몸 자체를 에너지 저장장치로 쓸 수 있게 한 데 있다고 봅니다. 다음에는 반복 피로수명, 센서 피드백이 있는 자율주행, 실외의 젖고 불규칙한 표면에서 같은 이점이 재현되는지 확인해야 한다.