건축의 미래? 유리섬유 구조물을 짜는 ‘파이버봇’

매사추세츠공대 연구진, 누에처럼 건물을 짜는 로봇 개발

겨울의 극한 추위를 견디고 있는 파이버봇(Fiberbots)의 구조물 모습. 매사추세츠 공대 카이저 연구원 등 제공(Kayser et al., Sci. Robot. 3, eaau5630 (2018))

마치 싹이 자라듯 원하는 모양의 유리섬유 구조물을 자아 내는 ‘파이버봇’(Fiberbots)을 과학 저널 <사이언스 로보틱스>가 26일(미국 현지시각) 공개했다.

미국 매사추세츠 공대(MIT) 미디어랩의 매커스 카이저 연구원을 비롯한 연구진은 자율적으로 유리섬유 구조물을 짜는 건축 시스템, 파이버봇을 개발해 해당 논문을 이날 발표했다. 파이버봇이 다른 건축 시스템과 구분되는 특징은 미리 정해진 형태의 모듈을 조합하는 기존의 방식과 달리 누에가 고치를 짜듯 원하는 모양으로 구조물을 만들어 나갈 수 있다는 점이다.

파이버봇은 지상의 설비로부터 부풀어 오를 수 있는 실리콘 막을 따라 점차 구조물을 ‘자라게’ 할 수 있다. 끝부분의 회전하는 로봇 팔이 노즐에서 지상 설비에 저장된 유리섬유 실과 이를 고정하는 합성수지가 나와 섞으면서 튜브 형태의 구조물을 만들어 나가는 것이다. 원하는 건물의 형태를 완성한 뒤 실리콘 막의 바람을 빼면 로봇을 분리할 수 있다.

연구진은 이런 방식으로 “다리나 빌딩” 같은 거대 구조물도 충분히 만들 수 있다고 설명했다. 실험에서 22개의 로봇은 12시간 동안 4.5m 높이의 나무 형태 구조물을 만드는 데 성공했다. 구조물의 내구성도 합성하는 유리섬유 재료를 통해서 조절할 수 있다. 유리섬유는 내열성, 내구성, 절연성 등이 뛰어난 소재로 꼽힌다.

파이버봇이 만든 구조물의 모습. 매사추세츠 공대 카이저 연구원 등 제공(Kayser et al., Sci. Robot. 3, eaau5630 (2018))

다른 장점은 프로그램으로 막을 어떻게 움직이느냐에 따라 마음먹은 형태의 구조물을 만들 수 있다는 것이다. 연구진은 로봇에 자율성을 부여해서 이동하는 중에 방해물이 있는 경우 돌아가면서 구조물을 생성하도록 설계했다. 실제 나무 모양 구조물을 만드는 실험 중에 두 대의 로봇이 서로 만나도록 했는데 로봇이 스스로 방향을 조정해서 서로 부딪히지 않았다고 연구진은 설명했다.

이런 특징은 인간이 작업하기 힘든 극한 환경에서 건물을 만드는 데 특히 강점을 보일 전망이다. 연구진은 앞으로 로봇을 더욱 개선해서 화성과 같은 지구 밖 환경에서 충분한 내구성을 지니는 건축물을 만들 수 있게 하겠다고 밝혔다.

권오성 기자 [e-mail]