비포장 길에선 두배로 벌크업... 이 트랜스포머 타이어 누구 작품?

[사이언스샷] 서울대·하버드대·한국타이어 공동 연구진 종이접기 원리로 개발



아스팔트 길을 달리던 자동차가 비포장 도로로 접어든다. 순간 자동차 바퀴가 커지더니 길을 막은 바위도 쉽게 넘어간다. 영화나 광고 영상에서 나오던 트랜스포머 타이어가 국내에서 개발됐다. 장차 험지를 달리는 자동차는 물론 화성이나 달을 탐사하는 탐사 로봇에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

서울대 기계공학부의 조규진 교수와 미국 하버드대의 박사 후 연구원인 이대영 박사, 한국타이어의 손창영 수석 공동 연구진은 “종이접기 원리를 이용해 도로 사정에 따라 바퀴 형태가 바뀌는 트랜스포머 타이어를 개발해 1톤급 자동차에서 성능을 입증했다”고 7일 밝혔다.

트랜스포머 타이어는 평평한 도로를 달릴 때는 지름이 46㎝이다. 도로가 험해지면 모터 힘으로 축이 당겨지면서 타이어 지름이 80㎝로 커진다. 호떡 반죽을 누르면 납작해지면서 크기가 커지듯 타이어 폭이 48㎝에서 22㎝로 줄고 반대로 지름은 커진다.

조 교수는 “자동차가 넘을 수 있는 장애물의 크기는 바퀴의 지름에 비례한다”며 “바퀴가 커지면서 동시에 표면에 돌출부를 만들어 장애물을 타고 넘는 능력이 배가됐다”고 말했다.

◇종이접기 원리 이용해 가변형 바퀴 제작

연구진은 평면인 종이를 접어 입체를 만드는 종이접기 원리로 트랜스포머 타이어를 만들었다. 항공기에 들어가는 알루미늄 조각을 타이어 골격에 쓰이는 나일론 천에 붙였다. 종이를 접듯 알루미늄 조각 사이의 천이 접히면서 입체 타이어가 만들어진다. 바깥에는 폴리우레탄을 붙여 충격을 흡수하도록 했다,

연구진은 트랜스포머 타이어가 바퀴로 움직이는 실내 서비스 로봇이나 배달 로봇, 우주 탐사 차량처럼 예측 불가능한 환경에서도 기동성을 계속 유지해야 하는 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대했다.

한국타이어앤테크놀로지의 구본희 연구개발혁신총괄은 “대학의 새로운 아이디어와 기업의 기술력이 합쳐져 시너지를 보인 사례”라고 평가했다. 조 교수는 “앞으로 한국타이어와 후속 연구를 진행해 한국의 달 탐사 차량에도 우리 트랜스포머 타이어를 적용하고 싶다”고 말했다.


연구진은 앞으로 알루미늄 판을 탄소섬유로 바꾸고 천도 케블라나 다이니마 같은 고강도 섬유로 바꿔 무게를 줄이고 내구성은 더 높일 계획이다.

이번 연구 결과는 이날 국제 학술지 ‘사이언스 로보틱스’에 실렸으며, 4월호 표지논문으로 선정됐다. 서울대 박사과정의 김재경 연구원, 한국타이어의 허정무 책임도 공동 저자로 이름을 올렸다.

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