절지동물 다리의'뒤틀림센서' 다관절 첨단로봇 개발의 열쇠

게.바퀴벌레.거미는 각각 갑각류.곤충류.거미류의 절지동물문에속하는 미물(微物)들.그러나 앞서가는 로봇공학자들은 이들의 동작에 지대한 관심을 갖고 있다.최첨단 로봇을 만드는데 이들의 동작 메커니즘이 유용하기 때문이다.특히 표면이 고르지 못하거나위험 지역 또는 달.화성등의 외계 탐험에 필요한 이동차량 제작에 절지류의 동작 메커니즘은 절대적으로 필요한 정보다.로봇공학자들의 관심대상은 이들 절지동물의 다리부분에 내재된 이른바 「뒤틀림 센서」.
뒤틀림이란 공학적으로 물건의 길이에 대한 신축비율이다.
절지류가 지닌 뒤틀림센서는 외골격으로 느끼는 지표의 미세한 굴곡이나 변화를 포착해내는 예민함을 갖추고 있다.뿐만 아니라 다리의 축방향과 평행한 센서와 수직인 센서가 각각 다리에 가해지는 힘과 방향성을 감지,나아갈 방향과 다리의 움 직임을 결정하는 것이다.
미국 마셜대의대 사샤 질 교수와 독일 프랑크푸르트대 에른스트아우구스트 세이파드 교수는 절지동물의 다리에 붙어있는 뒤틀림센서의 존재와 이것이 어떤 경로를 거쳐 개체의 움직임을 결정하는가를 규명해냈다.
바퀴벌레는 다리 외부에 직경 20미크론(1미크론은 1백만분의1)크기의 종(鐘)모양을 한 감각소자가 분포돼 벽의 틈새에 붙게 될 경우 감각소자로 들어온 정보를 수상돌기를 거쳐 감각뉴런(신경단위)과 축색돌기를 통해 중추신경으로 전달 한다.중추신경은 이를 종합분석,다리근육에 명령을 내려 균형있는 움직임을 유지토록 한다(그림참조).로봇공학자들의 숙제는 미물이지만 절지류의 절묘한 뒤틀림센서 메커니즘을 어떻게 전기신호로 바꿔 기계에담느냐는 것이다.
윤재석 기자