강한 압력과 회전으로 기름때 제거하는 소프트 토르카지노 ‘스크럽’

물체 표면에 들러붙은 오염물을 제거하는 ‘세척’ 작업은 높은 압력과 회전 토크가 요구된다. 강하게 문지르면서 세척해야 한다.기존의 단단한토르카지노은 큰힘을 낼 수는있지만 안전성문제가 있고, 구조화된 환경에서만 작동할 수 있다. 반면 소프트 토르카지노은 안전성은 높지만, 지속적인 회전력이나 측면 압력을 유지하기 어려워 세척 작업에 한계가 있다.

美 노스이스턴대(Northeastern University)연구팀이 식기나 변기에 묻은 오염 물질을 강력하게 문지르면서 세척할 수 있는소프트 토르카지노‘스크럽(SCCRUBㆍSoft-Continuum Cleaning Robot with a Universal Brush)’을 개발했다. 이미 개발된 소프트 토르카지노 팔인 '트렁크((TRUNCsㆍTorsionallyRigidUniversalCouplings)'에 범용성의 브러시를 결합해 만들었다.연구팀은 이번 연구 성과를 '아카이브(arXiv)'에 게재했다.(논문 제목:SCCRUB-Surface Cleaning Compliant Robot Utilizing Bristles)

이 토르카지노은 기존의 소프트토르카지노 팔에 강한 회전력(토크)을 전달하는 구조를 갖췄다. 사람과 함께 있어도 안전하게 ‘스크러빙’ 방식세척 작업이가능하다. 이 토르카지노은 유리판, 도기, 주방 표면 등에 남은 기름때 , 불에 탄 자국, 케첩·잼 등의 잔여물을 99% 이상 제거할 수 있다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀은 “토르카지노이 실제 집안일을 도우려면, 단순한 걸레질을 넘는 물리적 접촉이 필수적”이라며“스크럽 토르카지노은 부드러움과 강한 힘을 모두 갖춘 팔로 이 과제를 해결할 수 있다”고 말했다.

스크럽은▲역회전 브러시 시스템(기어 박스를 이용해 표면을 강하게 누르며 오염을 제거) ▲소프트 토르카지노 셀인 트렁크(구부릴 수 있고 토크를 전달할 수 있는 토르카지노 팔 구조) ▲딥러닝 기반 컨트롤러(목표 위치를 판단해 움직임을 계획하고 정확히 위치 제어) 등 요소로 구성돼 있다.트렁크 셀은 기존의 단단한 기계 팔과 달리 구부러지고 확장되며, 동시에 드릴 수준의 토크를 낼 수 있어 표면 접촉이 많은 작업에서도 안전하고 정밀한 제어가 가능하다.

연구팀은 아마존에서 가장 많이 팔리는 드릴 부품 중 하나인 스크러버에 착안해 이 토르카지노을개발했다. 그리고 다양한 실험을 통해 스크럽 팔의 프로토타입을 검증했으며, 전자레인지 유리판의 케첩 오염, 변기에 남은 블루베리 잼 등실제 오염 환경에서 우수한 성능을 입증했다.

공동 저자 야쿱 코왈레프스키는 “대부분토르카지노 팔은 안전성 문제로 힘을 쓰는 작업에 적합하지 않았지만, 스크럽은 그 한계를 넘어섰다”며 “궁극적으로는 가정, 산업 현장 등 다양한 환경에서 인간과 협력하는 다용도 토르카지노 팔로 발전하길 기대한다”고 밝혔다.

연구팀은 향후 스크럽 팔을 요리, 정리, 세탁 등 다양한 가사 작업에 적용할 수 있도록 기능을 개선할 계획이다.