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섭섭박사님은 로봇을 만들다 건전지가 없다는 사실을 알아차렸어요. 긴 고민 끝에 섭섭박사님은 건전지가 없어도 작동하는 로봇을 만들기로 결심했지요. 손잡이를 돌리면 앞으로 나아가는 자가발전 로봇 말이에요!
만들어 보자! 손잡이만 돌리면 앞으로 나아간다!
자가발전은 기계가 외부에서 전력을 공급받지 않고 필요한 에너지를 직접 만들어 내는 것을 의미합니다. 기계가 움직이면 운동에너지가 발생해요. 자가발전은 운동에너지가 기계 안에 있는 발전기로 전달돼 전기에너지로 변환되는 원리입니다. 예를 들어, 손잡이를 돌리면 운동에너지가 발d생하고, 이 에너지가 발전기에 전달돼 전기를 생성하는 거예요.
이번 시간에는 로키-GE 자가발전 웜로봇을 만들어 볼게요. 기어박스와 싱글크랭크, 모터, 자가발전기 등의 준비물이 필요해요. 먼저, 기어박스를 조립합니다. 이때, 기어의 방향이 바뀌지 않게 주의하세요. 그 후 로봇이 반복적으로 움직일 때 필요한 부품인 싱글크랭크를 만들어요. 모터를 끼우고 자가발전기를 조립하면 로키-GE 자가발전 웜로봇 완성! 손잡이를 천천히 돌리면 로봇이 천천히 움직이고 빨리 돌리면 로봇도 빨리 움직인답니다.
알아 보자! 미생물 이용해 물 위를 이동한다!
Anwar Elhadad et al.
수중 자가발전 로봇.
자가발전 로봇은 전기가 없는 곳에서 이용할 수 있고, 환경 오염을 일으키는 화석연료를 사용하지 않아 많은 주목을 받고 있어요. 2024년 10월 미국 빙엄턴대학교 연구팀은 물 위를 이동하는 자가발전 로봇을 개발했다는 소식을 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼 테크놀로지’에 게재했어요.
물장구 벌레 모습을 바탕으로 설계된 로봇은 미생물 연료전지를 활용해 전기를 생산합니다. 미생물 연료전지는 미생물이 물 안에 녹아 있는 유기물을 이용해 전기를 생산하는 기술이에요. 미생물이 유기물을 섭취하고 분해하면 전자가 방출되는데 전자가 금속판으로 전달돼 전기를 발생시켜요.
로봇의 하단에 있는 야누스막은 미생물 연료전지가 잘 작동할 수 있게 도와줍니다. 야누스막은 친수성과 소수성의 두 가지 특성을 가지고 있어요. 물에 친화적인 친수성 성질을 통해 전기가 잘 발생할 수 있게 도와주고, 물과 잘 결합하지 않는 소수성 성질을 통해 물에 빠지지 않고 안정적으로 이동할 수 있게 합니다. 연구팀은 “자가발전 로봇 분야의 새로운 돌파구를 열었다”고 전했답니다.
로키-GE 자가발전 웜로봇, 이렇게 만들자!
➊ 기어 조립 순서를 확인한 후 기어박스를 조립한다.
➋ 싱글크랭크 4개가 모두 같은 방향을 볼 수 있게 만든다.
➌ 다리를 조립한다.
➍ 자가발전기를 로봇에 연결하면 완성!
