긴 몸을 꿈틀꿈틀! 뱀 로봇 만들기

2017년 10월 30일 14:00

꿈틀꿈틀 몸을 움직이며 앞으로 나아가는 뱀 로봇이 나타났어요! 이번 메이커 스쿨에서 기자단 친구들이 직접 만든 뱀로봇이지요. 이 로봇은 대체 어떻게 만들까요?

 

김정 기자 제공
김정 기자 제공

만들어 보자! 생체모방로봇이란?


시속 23km로 달리는 치타 로봇, 유연하게 촉수를 움직이는 해파리 로봇, 몸이 뒤집히더라도 다리를 이용하지 않고 점프하는 방아벌레 로봇, 갈매기처럼 하늘을 나는 스마트 버드, 그리고 꿈틀거리며 움직이는 뱀 로봇까지….


이렇게 곤충이나 동물을 닮은 로봇을 ‘생체모방로봇’이라고 해요. 새의 날개, 해파리의 촉수, 뱀의 형태와 운동 방식 등은 모두 각 생물이 오랜 세월 동안 환경에 가장 잘 적응해 진화한 결과예요. 로봇공학자들은 이러한 동물의 능력을 응용해 재난 현장이나 극한 지역에서도 잘 작동하는 생체모방로봇을 개발하고 있지요.

 

미국 카네기멜론대학교 바이오로보틱스 연구실에서 개발한 뱀로봇. - Carnegie Mellon’s Biorobotics Laboratory 제공
미국 카네기멜론대학교 바이오로보틱스 연구실에서 개발한 뱀로봇. - Carnegie Mellon’s Biorobotics Laboratory 제공

뱀 로봇도 대표적인 생체모방로봇 중 하나예요. 모래사장처럼 걷기 어려운 곳뿐만 아니라, 좁고 복잡한 지형에서도 가늘고 긴 몸을 요리조리 움직여 잘 빠져나갈 수 있지요. 올해 한국원자력연구원에서 개발한 뱀 로봇은 원전 사고나 화재가 났을 때 유용하게 활용될 예정이에요. 사람이 접근하기 어려운 곳이라도 작은 틈만 있으면 들어가서 카메라로 현장 상황을 확인하고, 생존자를 찾을 수 있답니다.

 

김정 기자 제공
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본격 메이킹 비법 뱀 로봇이 잘 작동하려면?


비법 ➊ 브래드보드를 만들 땐 집중!


전기회로란 전류가 흐를 수 있도록 전지, 전선, LED, 모터 등 전기 부품을 연결한 것을 말해요. 전지에서 출발한 전류가 LED나 모터 등을 거쳐 다시 전지로 돌아올 수 있도록 전기가 다니는 길을 잘 만들어 줘야 하지요.


이번 메이커 스쿨에서는 ‘브래드보드’라 불리는 판에 전선 및 각종 부품을 꽂아 전기회로를 만들었어요. 브래드보드는 일정한 간격으로 작은 구멍이 많이 뚫린 직사각형 판이에요. 그 속에는 전기가 통할 수 있도록 납으로 도금된 블럭이 들어 있어서 구멍에 전기 부품을 꽂기만 하면 납땜을 하지 않고도 쉽게 전기회로를 만들 수 있지요.


이때 반드시 설명서에 따라 정확한 위치에 부품들을 꽂아야 해요. 또한 LED나 다이오드 등은 회로판에 그려진 대로 (+), (-)극에 맞게 꽂아야 하지요. 만약 한 칸이라도 잘못 꽂거나 (+), (-)극에 맞지 않게 꽂으면 뱀 로봇은 움직이지 않는답니다.

 

김정 기자 제공
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비법 ➋ 좌우 균형을 잘 맞춰라!


“어? 뱀 로봇이 제자리에서 빙글빙글 돌기만 해요!”


뱀 로봇을 완성한 뒤 전원을 연결했지만, 일부 뱀 로봇은 제대로 움직이지 않았어요. 브래드보드에 전기 부품을 모두 정확히 꽂았는데도 이런 현상은 계속됐지요.


알고 보니 뱀 로봇의 좌우 균형이 맞지 않은 탓이었어요. 모터축에 비닐관을 끼우고 전원을 연결하면, 모터와 연결된 비닐관이 돌며 바닥과 마찰해 앞으로 나아가요. 그런데 좌우 모터축과 연결된 비닐관의 길이가 다르거나, 모터와 연결된 몸통의 좌우 각도가 다르면 뱀 로봇의 이동에 문제가 생겨요. 한쪽 비닐관만 바닥에 닿아 제자리에서 빙글빙글 돌게 되지요. 이럴 땐 좌우 균형이 잘 맞는지 비닐관의 길이나 좌우 각도를 확인해 주세요.

 

김정 기자 제공
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내가 만드는 메이커 스쿨 누가누가 잘 움직일까?


“하나, 둘, 셋, 출발!”


기자단 친구들은 완성한 뱀 로봇을 바닥에 놓고 시합을 벌였어요. 6개의 뱀 로봇은 모두 똑같은 키트로 만들었지만, 움직이는 모습이 제각각이었답니다. 양옆으로 꿈틀거리며 앞으로 잘 나아가는 로봇도 있고, 제자리에서 빙글빙글 도는 로봇도 있었어요. 또 한쪽으로 기울어져 나아가는 로봇도 있었지요.


시합 결과, 차분히 앉아 뱀 로봇을 만들던 안세용(서울 이화여대사대부초 4), 박세아(서울 오정초 5) 친구의 뱀 로봇이 앞으로 빠르게 치고 나갔어요. 나머지 친구들은 자신이 만든 뱀 로봇이 나아가는 모습을 보며 브래드보드를 다시 점검하거나 좌우 균형을 맞추는 등 문제를 해결했지요.


이예찬 친구(서울 화곡초 3)는 “브래드보드를 만드는 게 가장 어려웠다”며, “그래도 뱀로봇이 움직이는 걸 보니 힘들게 만든 보람이 있다”고 말했답니다.

 

김정 기자 제공
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긴 몸을 꿈틀꿈틀! 뱀 로봇 만들기 키트


꿈틀꿈틀 움직이는 나만의 뱀 로봇을 만들어 보세요. 브래드보드에 각종 전기 부품을 끼우고, 도면을 따라 로봇을 조립하다 보면 생체모방로봇에 대한 이해와 전기회로의 원리를 배울 수 있답니다.


홈페이지 www.scimall.co.kr
문의전화 02-6749-3911

 

김정 기자 제공

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다음 실험 예고 종이로 만들고, 스마트기기로 조종하는 SMART 페이퍼RC 코뿔소 만들기


다음 ‘섭섭박사 메이커 스쿨’에서는 골판지를 이용해 직접 만들고, 앱으로 조종하는 스마트 토이를 만들어 볼 거예요. 코뿔소 RC를 만들면서 기계의 구조와 기초 코딩의 원리를 배워 보고 싶은 친구들은 어서 신청하세요!


일시 2017년 11월 8일 수요일
장소 동아사이언스 다빈치룸
신청방법 <어린이과학동아> 홈페이지(kids.dongascience.com) 공지사항을 보고 신청해 주세요.

 

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