소프트 로보틱스

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1. 개요

소프트 로보틱스는 물리적으로 유연한 몸체와 전자 장치를 갖춘 로봇을 설계하고 제작하는 분야이다. 이러한 로봇은 유연성으로 인해 좁은 공간에 접근하거나 인간과 안전하게 상호 작용할 수 있으며, 재난 구호, 의료 보조, 외골격 슈트, 협동 로봇, 생체 모방 탐사, 위장 등 다양한 분야에 활용된다. 소프트 로봇은 생체 모방, 특히 문어와 같은 생물을 모방하여 설계되는 경우가 많으며, 전기장, 열, 압력 차이 등을 이용하여 제어한다. 제조 방법으로는 형상 증착 제조, 스마트 복합 미세 구조 공정, 3D 멀티 머티리얼 프린팅 등이 사용되며, 소프트 센서를 통해 로봇의 상태를 감지한다. 설계 시에는 피로 파괴, 저온 취성 파괴와 같은 재료의 특성을 고려해야 한다. 소프트 로보틱스 분야의 주요 학술지 및 컨퍼런스로는 Soft Robotics, IEEE 국제 소프트 로보틱스 컨퍼런스 등이 있다.

2. 종류 및 설계

소프트 로보틱스는 물리적으로 유연한 몸체와 전자 장치를 가진 로봇을 설계하고 제작하는 것을 목표로 한다. 일부 응용 분야에서는 로봇의 특정 부분만 부드럽게 만들기도 한다. 예를 들어, 단단한 몸체를 가진 로봇 팔에 부드러운 말단 장치(end-effector)를 부착하여 섬세하거나 불규칙한 모양의 물체를 부드럽게 다룰 수 있다.^[4] 또한, 충격 흡수용 발 패드나 탄성 에너지를 활용하는 스프링 관절처럼 부드러운 부품을 전략적으로 사용하는 로봇도 있다.

그러나 소프트 로보틱스 분야는 주로 몸체 전체가 부드러운 로봇 제작에 중점을 둔다. 몸 전체가 부드러운 로봇은 단단한 로봇이 접근하기 어려운 좁은 공간에 들어갈 수 있는 유연성을 지녀 재난 구조 상황 등에서 유용하게 활용될 잠재력이 크다. 또한, 부드러운 특성 덕분에 사람과 상호작용하거나 인체 내부에 적용될 때 더 안전하다는 장점이 있다.^[5] 이러한 로봇의 설계는 자연, 특히 부드러운 몸을 가진 생물에서 영감을 얻는 경우가 많지만^[6], 그 유연성으로 인해 제어는 복잡한 과제로 남아있다.^[7]

2. 1. 생체 모방

자연은 소프트 로봇 설계의 중요한 영감의 원천이다.^[6] 동물 자체가 대부분 부드러운 구성 요소로 이루어져 있고, 지구 거의 모든 곳의 복잡한 환경에서 효율적인 움직임을 위해 부드러움을 활용하는 것처럼 보이기 때문이다.^[6] 따라서 소프트 로봇은 문어와 같이 완전히 부드러운 유기체를 포함하여 친숙한 생물을 닮도록 설계되는 경우가 많다.

그러나 낮은 기계적 임피던스를 가진 소프트 로봇을 수동으로 설계하고 제어하는 것은 매우 어렵다. 소프트 로봇의 특징인 유연성과 순응성이 제어를 복잡하게 만들기 때문이다. 지난 수 세기 동안 단단한 물체를 설계하기 위해 개발된 수학은 일반적으로 소프트 로봇에 적용하기 어렵다. 이러한 이유로 소프트 로봇은 진화 알고리즘과 같은 자동 설계 도구의 도움을 받아 부분적으로 설계되기도 한다. 이를 통해 소프트 로봇의 모양, 재료 특성, 제어기를 특정 작업에 맞게 동시에 자동으로 설계하고 최적화할 수 있다.^[7]

식물 세포는 세포질과 외부 환경 사이의 용질 농도 기울기(삼투 전위)로 인해 자연적으로 정수압을 생성할 수 있다.^[8] 식물은 세포막을 가로지르는 이온 이동을 통해 이 농도를 조절하여 정수압을 변화시키고, 이는 식물의 모양과 부피 변화로 이어진다. 이러한 압력에 의한 형태 변화 원리는 소프트 로보틱스에서 유체 흐름을 사용하여 압력 적응 재료를 만드는 데 모방될 수 있다.^[8] 세포 부피 변화율은 다음 방정식으로 모델링할 수 있다.^[9]

:

\dot{V} = AL_p(-\Delta P + \Delta \pi)

:여기서

\dot{V}

는 부피 변화율,

A

는 세포막 면적,

L_p

는 재료의 수력 전도율,

\Delta P

는 정수압 변화,

\Delta \pi

는 삼투 전위 변화를 나타낸다.

이 원리는 반투과성 막이 있는 여러 유체 주머니를 포함하는 부드러운 수지로 구성된 압력 시스템 제작에 활용되었다. 반투과성 막을 통한 유체 수송이 압력을 발생시키고, 이로 인해 시스템의 모양과 부피가 변하게 된다.^[8]

또 다른 생물학적 형태 변화 메커니즘은 흡습성이다. 이 메커니즘에서 식물 세포는 습도 변화에 반응한다. 주변 습도가 높으면 세포가 부풀어 오르고, 낮으면 수축한다. 이러한 부피 변화는 꽃가루 알갱이^[10]와 솔방울 비늘^[8]^[11] 등에서 관찰된다.

거미류의 운동에서 영감을 받은 유압식 소프트 관절도 연구되고 있다. 이는 주로 압축된 혈림프를 통해 관절을 정밀하게 제어하는 방식을 모방한 것이다.

2. 2. 제조 방법

전통적인 제조 기술, 예를 들어 드릴링이나 밀링과 같은 제거 기술은 변형 가능한 몸체를 가진 복잡한 형태의 소프트 로봇을 제작하는 데 적합하지 않다. 따라서 더 발전된 제조 기술들이 개발되었다. 여기에는 형상 증착 제조(SDM), 스마트 복합 미세 구조(SCM) 공정, 3D 멀티 머티리얼 프린팅 등이 포함된다.^[2]^[12]
형상 증착 제조 (SDM, Shape Deposition Manufacturing)는 증착과 가공이 순환적으로 이루어지는 빠른 프로토타입 제작 방식이다. 기본적으로 재료를 증착하고, 가공하고, 원하는 구조를 삽입한 뒤, 이 구조를 지지하는 지지체를 증착한다. 마지막으로 증착된 재료와 삽입된 부품을 포함하는 최종 형상으로 제품을 추가 가공하는 과정을 거친다.^[12] 임베디드 하드웨어에는 회로, 센서, 액추에이터 등이 포함될 수 있으며, 과학자들은 Stickybot^[13]이나 iSprawl^[14]과 같은 소프트 로봇을 만들기 위해 고분자 재료 내부에 제어 장치를 성공적으로 내장했다.
스마트 복합 미세 구조 (SCM, Smart Composite Microstructures) 공정은 탄소 섬유 강화 폴리머(CFRP)와 같은 강성 재료를 유연한 폴리머 인대와 결합하는 방식이다. 이때 유연한 폴리머는 골격의 관절 역할을 한다. 이 공정은 레이저 가공과 라미네이션 기술을 사용하여 CFRP와 폴리머 인대의 통합 구조를 만들어낸다. SCM 공정은 폴리머 커넥터가 핀 조인트에 비해 마찰이 적은 대안이 될 수 있어, 중간 규모 로봇 생산에 활용된다.^[12]
3D 프린팅과 같은 적층 제조 공정은 소프트 로봇 제작에 널리 사용된다. 특히 직접 잉크 쓰기(DIW, 로보캐스팅이라고도 함) 기술을 사용하여 다양한 종류의 실리콘 잉크를 인쇄할 수 있다.^[15] 이 제조 방식은 국소적으로 정의된 기계적 특성을 가진 유체 탄성체 액추에이터를 매끄럽게 생산할 수 있게 한다. 또한, 프로그래밍 가능한 생체 모방 구조와 동작을 나타내는 공압 실리콘 액추에이터의 디지털 제작을 가능하게 한다.^[16] 이 방법을 사용하여 굽힘, 비틀림, 잡기, 수축 등 다양한 동작을 수행하는 완전한 기능의 소프트 로봇들이 인쇄되었다. 이 기술은 접착된 부품 간의 박리와 같은 기존 제조 방식의 몇 가지 단점을 피할 수 있다는 장점이 있다.

다른 적층 제조 방법으로는 형상 변형 재료를 생산하는 기술이 있다. 이 재료들은 빛, 열 또는 물에 반응하여 스스로 형상을 변경할 수 있다. 예를 들어, 폴리스티렌 표적에 광 반응성 잉크젯 인쇄를 사용하여 이러한 재료를 만들 수 있다.^[17]

또한, 형상 기억 고분자를 이용한 빠른 프로토타입 제작 기술도 있다. 이 방식은 골격과 힌지라는 두 가지 다른 재료로 구성된다. 인쇄 시 재료는 힌지 재료의 유리 전이 온도보다 높은 온도로 가열된다. 이를 통해 골격 재료에는 영향을 주지 않으면서 힌지 재료만 변형시킬 수 있다. 이 고분자는 가열을 통해 지속적으로 재형성될 수 있다는 특징을 가진다.^[17]

3. 제어 방법 및 재료

모든 소프트 로봇은 움직임을 생성하고 주변 환경과 상호작용하기 위해 구동 시스템을 필요로 한다. 소프트 로봇의 가장 큰 특징인 유연성 때문에, 이 구동 시스템은 생물의 뼈대나 일반적인 로봇의 금속 프레임 같은 단단한 구조 없이도 작동할 수 있어야 한다.

특히 로봇이 구부러지는 동작을 하기 위해서는, 로봇 몸체 전체에 걸쳐 어떤 형태로든 응력의 차이를 만들어야 한다. 이 응력 차이를 해소하려는 과정에서 로봇 몸체가 특정 방향으로 휘어지며 움직임이 발생한다. 소프트 로봇을 제어하고 구동하는 데에는 여러 가지 방법들이 있으며, 각각의 방식은 서로 다른 장점과 단점을 가지고 있다. 구체적인 제어 방법과 이에 사용되는 재료들은 아래에서 더 자세히 살펴볼 수 있다.

3. 1. 전기장

전기장을 활용하는 구동 방식의 한 예시로 유전체 탄성체 액추에이터(DEA)가 있다. DEA는 고전압 전기장을 이용하여 형상을 변화시키는 방식으로 작동한다([https://www.youtube.com/watch?v=hsd7_vQqt5w 작동하는 DEA의 예시]).

이러한 액추에이터는 높은 힘을 생성하고, 높은 비출력(W kg⁻¹)을 가지며, 큰 변형률(>1000%)을 생성하고,^[18] 높은 에너지 밀도(>3 MJ m⁻³)를 가지며,^[19] 자체 감지 기능을 보이고, 빠른 작동 속도(10 ms - 1 s)를 달성하는 장점이 있다.

하지만 높은 전압이 필요하다는 점은 잠재적인 실제 응용 분야에서 제한 요소가 된다. 게다가, 이러한 시스템은 종종 누설 전류를 나타내며, 전기적 고장이 발생하기 쉽다. 유전체 파괴는 와이블 분포 통계를 따르므로, 전극 면적이 증가함에 따라 파괴 확률이 증가한다.^[20] 또한 최대 변형을 위해서는 사전 변형이 필요하다는 단점도 있다.^[21]

일부 새로운 연구에서는 이러한 단점 중 일부를 극복할 수 있는 방법이 제시되고 있다. 예를 들어, 액체 유전체와 얇은 쉘 부품을 통합하는 Peano-HASEL 액추에이터는 필요한 적용 전압을 낮추고, 전기적 고장 시 자체 복구를 가능하게 한다.^[22]^[23]

3. 2. 열

형상 기억 고분자(SMP)는 열을 이용한 액추에이터의 좋은 예시로 사용될 수 있는 지능형 재료이다. 이 재료는 원래의 형태를 "기억"하고 있다가 온도가 올라가면 원래 형태로 돌아가는 특징을 가진다. 예를 들어, 가교 결합 고분자는 유리 전이 온도 (T_g) 또는 용융 전이 온도 (T_m)보다 높은 온도에서 변형시킨 후 냉각시킬 수 있다. 이후 온도를 다시 올리면 변형이 풀리면서 재료는 원래 형태로 돌아간다.^[24] 이는 한 번의 비가역적인 움직임만을 의미하는 것처럼 보이지만, 최대 5개의 임시 형태를 가질 수 있는 재료도 개발되었다.^[25] 형상 기억 고분자의 간단하고 잘 알려진 예로는 Shrinky Dinks라는 장난감이 있는데, 이는 미리 늘려놓은 폴리스티렌(PS) 시트로 만들어져 가열하면 눈에 띄게 수축한다. 이러한 재료로 만든 액추에이터는 최대 1000%의 변형률을 달성할 수 있으며, 에너지 밀도는 <50 kJ m^-3에서 최대 2 MJ m^-3까지 다양하게 나타난다.^[27] 하지만 형상 기억 고분자는 반응 속도가 느리고(10초 이상) 일반적으로 발생하는 힘이 작다는 단점이 있다.^[21] 형상 기억 고분자의 예로는 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 등이 있다.

형상 기억 합금(SMA) 역시 열을 이용한 소프트 로봇 구동 방식으로 사용된다.^[28] 형상 기억 합금은 본래 단단한 금속 재료이지만, 매우 얇은 와이어 형태로 만들면 스프링처럼 다른 부드러운 재료만큼 유연해질 수 있다. 이 스프링은 질량 대비 힘 비율이 매우 높다는 장점이 있지만, 열을 가해 늘어나게 하는 방식이므로 에너지 효율은 낮은 편이다.^[29]

3. 3. 압력 차이

공압 인공 근육은 소프트 로봇에서 압력 차이를 이용하는 대표적인 구동 방식이다. 이 방식은 유연한 튜브 내부에 가해지는 압력의 변화에 의존하여 작동한다. 압력이 변함에 따라 튜브는 근육처럼 수축하거나 확장하면서, 연결된 대상에 힘을 전달하여 움직임을 만들어낸다.^[30]

이 시스템은 밸브를 활용하여 추가적인 에너지 소모 없이도 특정 자세나 형태를 유지할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 일반적으로 작동을 위해서는 외부에서 압축된 공기를 지속적으로 공급해주는 장치가 필요하다는 한계점도 가지고 있다.^[30] 공압 인공 근육의 움직임을 정밀하게 제어하기 위해 비례-적분-미분(PID) 제어기가 가장 널리 사용되는 알고리즘이다. 이 제어기의 내부 설정값(매개변수)을 조정함으로써 로봇 팔다리의 반응 속도나 움직임의 특성을 조절할 수 있다.^[30]

4. 센서

센서는 로봇을 구성하는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 소프트 로봇은 그 특성상 부드러운 재질의 소프트 센서를 사용하는 것이 이상적이다. 소프트 센서는 주로 로봇 몸체의 변형 정도를 측정하며, 이 측정값을 통해 로봇의 현재 위치나 강성(단단한 정도)을 추론할 수 있다.

소프트 센서는 다양한 종류가 있으며, 각기 다른 물리적 원리(예: 압저항성, 압전성, 정전 용량, 자기장, 광 손실, 음향 손실 등)를 이용하여 변형을 감지한다.^[31]^[32]^[33]^[34]^[35]^[36]^[37]^[38]^[39]^[40]^[41]^[42]^[43] 센서로부터 얻어진 측정값은 로봇의 움직임을 정교하게 제어하기 위한 제어 시스템에 중요한 입력 정보로 활용된다.

4. 1. 종류

센서는 로봇의 가장 중요한 구성 요소 중 하나이다. 당연하게도, 소프트 로봇은 이상적으로 소프트 센서를 사용한다. 소프트 센서는 일반적으로 변형을 측정하여 로봇의 위치나 강성을 추론할 수 있다.

이러한 센서는 다음 측정값에 의존한다.

이러한 측정값은 제어 시스템에 입력 정보로 제공될 수 있다.

4. 2. 측정 방식

센서는 로봇의 가장 중요한 구성 요소 중 하나이다. 당연하게도, 소프트 로봇은 이상적으로 소프트 센서를 사용한다. 소프트 센서는 일반적으로 변형을 측정하여 로봇의 위치나 강성을 추론할 수 있다.

다음은 소프트 센서의 몇 가지 예이다.

소프트 신장 센서
소프트 굽힘 센서
소프트 압력 센서
소프트 힘 센서

이러한 센서는 다음 측정값에 의존한다.

압저항 효과:
* 전도성 입자로 채워진 고분자^[31]
* 미세 유체 경로 (액체 금속,^[32] 이온 용액^[33])
압전 효과^[34]^[35]
정전 용량^[36]^[37]
자기장^[38]^[39]
광 손실^[40]^[41]^[42]
음향 손실^[43]

이러한 측정값은 제어 시스템에 공급될 수 있다.

5. 활용 분야

소프트 로봇은 유연한 재질과 형태 변형 능력이라는 독특한 특성을 바탕으로 다양한 분야에서 활용 가능성을 보여주고 있다. 기존의 단단한 로봇과 달리 부드러운 움직임과 안전성을 갖추고 있어, 인간과의 상호작용이 중요하거나 섬세한 작업이 필요한 환경에 특히 유용하다. 주요 활용 분야는 다음과 같다.

의료 보조: 부드러운 재질과 변형 능력은 침습적 수술 보조나 환자 재활 기기 개발에 활용될 수 있다.
외골격 슈트: 착용자의 움직임을 제한하지 않으면서 힘을 보조하는 유연한 외골격 개발에 응용된다.
협동 로봇: 인간 작업자와 같은 공간에서 안전하게 협업할 수 있는 로봇 시스템 구축에 기여한다.
생체 모방 탐사: 해양 생물이나 곤충 등을 모방하여 심해 탐사, 우주 탐사, 환경 감시 등 극한 환경에서의 탐사 및 연구 활동에 사용된다.
위장 및 생태 연구: 주변 환경에 자연스럽게 녹아들거나 특정 생물처럼 보이도록 만들어 감시나 야생 동물 연구 등에 활용될 수 있다.

5. 1. 의료 보조

소프트 로봇(연성 로봇)은 의료 분야, 특히 침습적 수술에 활용될 수 있다. 소프트 로봇은 자신의 형태를 바꿀 수 있는 특성 덕분에 수술 보조에 유용하다. 이러한 형태 변화 능력은 소프트 로봇이 몸 안의 다양한 구조물 사이를 이동하는 데 중요하며, 이는 유체 구동 방식 등을 통해 구현될 수 있다.^[44]

5. 2. 외골격 슈트

소프트 로봇 기술은 환자의 재활, 노인 지원, 또는 사용자의 힘을 증진시키기 위한 유연한 외골격 슈트 제작에도 활용될 수 있다. 하버드 대학교 연구팀은 이러한 소프트 로봇 재료를 사용하여, 기존의 단단한 외골격 슈트가 가진 움직임 제한의 단점을 극복하면서도 힘을 보조하는 장점을 살린 유연한 외골격 슈트를 개발했다.

일반적으로 외골격 슈트는 착용자의 힘을 증폭시키기 위해 전동화된 근육을 장착한 금속 프레임워크로 구성되며, 이는 착용자의 내부 골격 구조를 어느 정도 모방한다. 이러한 슈트는 물건을 들어 올릴 때 훨씬 가볍게 느껴지도록 도와주며, 경우에 따라서는 거의 무중력 상태처럼 만들어 부상 위험을 줄이고 사용자의 순응도를 높이는 효과를 가진다.

5. 3. 협동 로봇

전통적인 제조 로봇은 안전 문제 때문에 인간 작업자와 분리된 공간에서 사용되어 왔다. 강성이 높은 로봇이 빠른 속도로 움직이다가 사람과 부딪히면 쉽게 부상을 입힐 수 있기 때문이다. 하지만 소프트 로봇은 유연한 특성 덕분에 사람과 같은 공간에서 안전하게 함께 작업할 수 있다. 만약 충돌이 발생하더라도 로봇의 부드러운 재질과 구조가 충격을 흡수하여 부상 위험을 크게 줄이거나 예방할 수 있다.

5. 4. 생체 모방 탐사

생체 모방을 통한 연성 로봇 기술의 한 가지 응용 분야는 해양 또는 우주 탐사이다. 외계 생명체를 찾는 과정에서 과학자들은 지구 생명체의 근원인 물에 대해 더 많은 것을 알아야 한다. 연성 로봇은 물속에서 효율적으로 움직일 수 있는 해양 생물을 모방하는 데 사용될 수 있다. 이러한 프로젝트는 2015년 NASA의 혁신적인 첨단 개념(NIAC)을 통해 보조금을 받아 코넬 대학교 연구팀에 의해 시도되었다.^[46] 이 팀은 목성의 달인 유로파의 얼음층 아래 해양을 효율적으로 탐사하기 위해 칠성장어 또는 갑오징어가 물속에서 움직이는 방식을 모방한 연성 로봇을 설계하는 것을 목표로 했다.

그러나 특히 다른 행성의 수역을 탐사하는 것은 독특한 기계적 및 재료적 과제를 수반한다. 2021년 과학자들은 생체 모방 자가 추진 연성 로봇을 시연했는데, 이는 심해 운용에 사용될 수 있으며 마리아나 해구의 가장 깊은 곳의 압력을 견딜 수 있다. 이 로봇은 유연한 재료로 만들어진 인공 근육과 날개, 실리콘 몸체 내에 분산된 전자 장치를 특징으로 한다. 이 로봇은 심해 탐사 및 환경 감시에 사용될 수 있다.^[47]^[48]^[49] 2021년, 듀크 대학교 연구팀은 잠자리 모양의 연성 로봇인 DraBot을 보고했는데, 이 로봇은 물 속의 산도 변화, 온도 변동 및 오일 오염 물질을 감시하는 기능을 갖추고 있다.^[50]^[51]^[52]

5. 5. 위장

동물처럼 보이거나 식별하기 어려운 소프트 로봇은 감시 및 다양한 목적으로 사용될 수 있다.^[53] 또한 야생 동물과 같은 생태 연구에도 사용될 수 있다.^[54] 소프트 로봇은 새로운 인공 위장 기술을 가능하게 할 수도 있다.^[55]

6. 설계 시 고려 사항

소프트 로봇은 기존의 딱딱한 로봇과 달리 유연한 재료로 만들어지기 때문에 설계 과정에서 특별한 고려가 필요하다. 특히 로봇이 사용될 환경과 수행할 작업에 따라 재료가 겪게 될 다양한 물리적 스트레스에 대한 이해가 중요하다. 반복적인 움직임으로 인한 피로 파괴 가능성과 온도 변화, 특히 저온 환경에서의 취성 파괴 위험은 소프트 로봇의 신뢰성과 내구성에 큰 영향을 미치는 주요 요인이다. 따라서 로봇의 용도와 작동 환경을 고려하여 적절한 재료를 선택하고, 잠재적인 파괴 메커니즘을 예측하고 방지하기 위한 설계 전략이 필수적이다.

6. 1. 피로 파괴

소프트 로봇, 특히 생명체를 모방하도록 설계된 로봇은 움직이거나 설계된 작업을 수행하기 위해 종종 반복적인 하중을 경험하게 된다. 예를 들어, 칠성장어나 갑오징어를 모방한 로봇의 경우, 물을 전기분해하여 얻은 가스를 점화시켜 급격히 팽창시키는 힘으로 로봇을 앞으로 나아가게 한다.^[46] 이러한 반복적이고 폭발적인 팽창과 수축은 로봇에 사용된 고분자 재료에 강한 반복 하중을 가하게 된다.

원격 수중 환경이나 유로파와 같은 먼 행성체에 배치된 로봇은 고장 시 수리하거나 교체하는 것이 사실상 불가능하다. 따라서 피로로 인한 균열의 시작과 전파를 최소화할 수 있는 재료와 설계를 신중하게 선택하는 것이 매우 중요하다. 특히, 재료가 특정 응력 이하에서는 파괴되지 않고 무한히 반복 하중을 견딜 수 있는 한계인 피로 한도가 존재하거나, 특정 응력과 진폭 조건에서 고분자의 피로 반응이 하중 주파수에 더 이상 영향을 받지 않는 재료를 선택하는 것이 필요하다.^[57]

6. 2. 저온 취성 파괴

소프트 로봇은 매우 유연한 재료로 만들어지기 때문에 온도 변화에 따른 영향을 고려해야 한다. 재료가 외부 힘에 의해 변형되기 시작하는 지점인 항복 응력은 온도가 올라가면 감소하는 경향이 있으며, 특히 고분자 재료에서는 이러한 온도 효과가 더욱 뚜렷하게 나타난다.^[57] 실온이나 그 이상의 온도에서는 많은 고분자의 긴 사슬들이 서로 유연하게 움직이며 특정 부분에 응력이 집중되는 것을 막아주어 재료가 잘 늘어나는 성질(연성)을 갖게 한다.^[58]

그러나 온도가 특정 지점, 즉 연성-취성 전이 온도^[59] 아래로 내려가면 상황이 달라진다. 고분자 사슬이 유연하게 움직일 만큼 충분한 열 에너지가 없어지면서 재료는 충격에 쉽게 깨지는 성질(취성)을 띠게 되어 파괴될 가능성이 훨씬 커진다. 저온에서 고분자 재료가 취성으로 변하는 경향은 실제로 우주왕복선 챌린저호 폭발 사고의 주요 원인 중 하나로 여겨진다. 따라서 특히 의학 분야 등에 적용될 소프트 로봇의 경우, 이러한 저온 취성 파괴 가능성을 매우 중요하게 고려해야 한다. 연성-취성 전이 온도는 반드시 우리가 일반적으로 생각하는 '차가운' 온도일 필요는 없으며, 재료의 결정성, 인성, 고분자의 곁사슬 크기 등 재료 자체의 고유한 특성에 따라 결정된다.^[59]

7. 국제 학술지 및 행사

소프트 로보틱스 (Soft Robotics, SoRo)
프론티어스 인 로보틱스 앤드 AI (Frontiers in Robotics and AI)의 소프트 로보틱스 섹션
사이언스 로보틱스 (Science Robotics)

참조

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연도	행사명	장소
2012년	소프트 로보틱스 여름 학교	스위스 취리히
2013년	국제 소프트 로보틱스 및 형태 계산 워크숍	몬테 베리타
2014년	소프트 로보틱스 발전에 관한 워크숍 (로봇 과학 및 시스템(RSS) 컨퍼런스)	미국 캘리포니아주 버클리
2015년	"소프트 로보틱스: 작동, 통합 및 응용 – 소프트 로보틱스 기술의 도약을 위한 연구 관점 융합" 워크숍 (ICRA2015)	미국 워싱턴주 시애틀
2016년	소프트 로보틱스 주간	이탈리아 리보르노
2016년	제1회 소프트 로보틱스 챌린지	이탈리아 리보르노
2017년	IROS 2017 햅틱 감각, 상호 작용 및 디스플레이를 위한 소프트 형태 설계 워크숍	캐나다 브리티시컬럼비아주 밴쿠버
2018년	로보소프트(Robosoft), 제1회 IEEE 국제 소프트 로보틱스 컨퍼런스	이탈리아 리보르노

측정 원리	설명 / 관련 기술
압저항성	전도성 입자로 채워진 고분자,^[31] 미세 유체 경로 (액체 금속,^[32] 이온 용액^[33])
압전성	^[34]^[35]
정전 용량	^[36]^[37]
자기장	^[38]^[39]
광 손실	^[40]^[41]^[42]
음향 손실	^[43]