차세대 우주 로봇팔 성큼···모터 없이 작동 장치 개발 작성일 03-22 12 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST, 형상기억 기반 스마트 액추에이터 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="b06CukWImF"> <p contents-hash="70e7b4041257b800703ef5badb8126d98e52b35657815cf4e4607b03eb7342cc" dmcf-pid="KpPh7EYCst" dmcf-ptype="general"> [이데일리 강민구 기자] 한국과학기술원(KAIST) 연구진이 1초 이내에 빠르게 작동하면서도 모터 없이 스스로 움직이는 스마트 소재 기반 구동 기술을 선보였다.</p> <p contents-hash="fe5141cb7d9e3428e04769002eff2158153cdc491bf8c0e93af8997bbeed45f3" dmcf-pid="9UQlzDGhm1" dmcf-ptype="general">KAIST는 김성수 기계공학과 교수 연구팀이 별도의 기계장치 없이도 열과 같은 외부 자극에 반응해 스스로 형태를 바꾸고 다시 원래 상태로 돌아올 수 있는 ‘가역적 자가 변형(Self-shape change)’이 가능한 ‘양방향 형상 기억물질 기반 하이브리드 스마트 액추에이터’를 개발했다고 22일 밝혔다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="f7fb3db4417132d6210f8bffbdbe484c4f9527283d64d5f9d49539034a451769" dmcf-pid="2uxSqwHls5" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="KAIST 연구진.(왼쪽부터)배상윤 박사과정, 김성수 교수, 강다정 박사과정, 김원빈 박사.(사진=KAIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/22/Edaily/20260322120406411xaus.jpg" data-org-width="670" dmcf-mid="qOplzDGhI0" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/22/Edaily/20260322120406411xaus.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> KAIST 연구진.(왼쪽부터)배상윤 박사과정, 김성수 교수, 강다정 박사과정, 김원빈 박사.(사진=KAIST) </figcaption> </figure> <div contents-hash="5083ce03254a7a4a2852ba23192821e49453486672ea9c7de6d474bb9be6a49d" dmcf-pid="VItil6jJrZ" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 형상기억합금과 형상기억고분자를 결합해 두 소재의 장점을 동시에 활용할 수 있는 하이브리드 복합재 액추에이터를 설계했다. 형상기억합금은 열을 가하면 원래 형태로 돌아가는 금속 소재이며, 형상기억고분자는 열이나 외부 자극에 따라 형태가 변하는 고분자 소재다. </div> <p contents-hash="3ee3ecfe6472c7d75f456f85943baf409f39bb2fb5aa948dd8b4b060b12cfb5f" dmcf-pid="fCFnSPAiIX" dmcf-ptype="general">기존 형상기억 소재는 한 번 변형되면 원래 상태로 돌아오지 못하거나 회복 속도가 느리다는 한계가 있었다. 또한 금속 합금과 고분자 소재는 강도가 달라 반복적으로 사용할 경우 원래 형태로 정확히 복원되지 않는 문제도 있었다.</p> <p contents-hash="b0187fadad71ba81578c32a3e533cdce8fac15c963754961aabec5b1f33b1f4d" dmcf-pid="4h3LvQcnmH" dmcf-ptype="general">이를 해결하기 위해 연구팀은 소재와 구조를 개선했다. 먼저 형상기억고분자의 화학 조성을 조절하고 탄소섬유로 보강해 소재를 더 단단하게 만들었다. 또한 액추에이터에 줄자처럼 휘어지는 ‘테이프 스프링(Tape spring)’ 형태의 구조를 적용했다. 이 구조는 변형 과정에서 에너지를 저장했다가 순간적으로 방출하는 ‘스냅-스루(Snap-through)’ 현상을 만들어 움직임의 속도와 정확도를 높여준다.</p> <p contents-hash="b892efc9fc00378a26b4b605c52d807a8e62f50d0b85663be38d0cf844c894e7" dmcf-pid="8l0oTxkLIG" dmcf-ptype="general">그 결과, 개발된 액추에이터는 열을 가하면 굽혀지고 온도가 내려가면 다시 펴지는 완전한 양방향 구동을 구현했다. 기존 기술보다 변형 범위가 늘어나 거의 100%에 가까운 초기 형상 복원률을 보였고, 원래 형태로 돌아오는 속도도 향상돼 복잡한 제어 없이도 반복 작동할 수 있음을 확인했다.</p> <p contents-hash="60203f7532b2283cfe9dea6bc657c59064834f63fa2a9f4a463634f875f2c654" dmcf-pid="6SpgyMEoEY" dmcf-ptype="general">이번 연구에서 개발한 형상기억 액추에이터는 양방향 변형이 가능하면서도 1초 이내의 빠른 변형 속도와 높은 전개 정확도를 동시에 구현했다는 점에서 의미가 있다.</p> <p contents-hash="66c75a965060ecdb45b776fd6cb542ab6d4d346ed3153e5c043426b658f74e72" dmcf-pid="PvUaWRDgIW" dmcf-ptype="general">김성수 교수는 “소재의 물성적 한계를 구조 설계를 통해 극복하고, 형상기억 액추에이터의 성능을 한 단계 올린 결과”라며 “반복적인 그리핑 동작이 필요한 로봇 손이나 우주용 전개 구조물 등 다양한 응용 분야에 적용될 것으로 기대한다”고 말했다.</p> <p contents-hash="0ef14e71d1686c079a459535fa24bd77e2e4824955e6dafa2bfc79dfc25d75bc" dmcf-pid="QTuNYewaEy" dmcf-ptype="general">연구 결과는 국제 학술지 ‘와일리(Wiley)’가 발행하는 ‘어드벤스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced functional materials)’에 2026년 1월 19일자 온라인 게재됐다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="e5eec4d7575f52caeec4e5d6188a72666caab017cd0989f035838b71f72d201e" dmcf-pid="xy7jGdrNmT" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="논문 이미지.(자료=KAIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/22/Edaily/20260322120407712zgmi.jpg" data-org-width="670" dmcf-mid="BrZeIfgRs3" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/22/Edaily/20260322120407712zgmi.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 논문 이미지.(자료=KAIST) </figcaption> </figure> <p contents-hash="d68e77d3d912defd62b42734a99404070b3f0ab156e09e4c8d64cde9917a589c" dmcf-pid="yxkpeHb0Dv" dmcf-ptype="general">강민구 (science1@edaily.co.kr) </p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 이데일리. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 세븐틴 도겸, '태리쌤' OST '명장면' 오늘(22일) 공개 03-22 다음 한국 연구자 7명, 생명과학 분야 세계적 연구 프로그램 지원 받는다 03-22 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
