로봇의 구성요소(2) - 액츄에이터

액츄에이터

일반적으로 전류, 유압, 공기압 형태로 된 에너지원으로 작동하며 로봇에게 동작을 부여하는 모터나 실린더 등과 같은 구동장치를 말한다. 이것은 사람으로 말하면 근육에 대응되는 것으로서, 구동기 또는 작동기라고도 불린다.

최근의 메카트로닉스 기계나 로봇은 직선운동을 필요로 하는 경우가 많아 갖가지 기기에서 리니어 액추에이터가 쓰인다. 회전식의 교류 모터를 직선상으로 늘인 구조의 리니어 액추에이 터나 회전식 모터와 랙 앤 피니언 기구를 사용한 리니어 액추에이터 등이 있다. 또, 전자석을 기계적 운동에 이용하는 솔레노이도 등도 리니어 액추에이터의 일종이다.

고분자 액추에이터란 전기활성이 있는 고분자재료가 전압에 의해 변형하는 액추에이터로써 기능하는 소자이다. 고분자 액추에이터는 경량, 소프트하며 가공성이 좋고 전압으로 구동될 수있어 시스템도 간단하여 여러 용도가 기대된다. 특히 근육 모양의 액추에이터로써 의료/복지 용도로의 기대가 크다.

고분자 액추에이터의 구동 원리에는 이온 전도형, 전도성 고분자형, 압전형 등이 있다. 이중 이온 전도형과 전도성 고분자형은 구동 전압이 2볼트 정도로 디바이스 설계로 사용하기 쉬워 응용분야가 넓다. 다양한 오감 및 바이오 센서 및 액추에이터는 점점 소형화, 고집적화, 저전력화 되고 있다.

로봇 및 의료기기 등에 사용될 것이고 궁극적으로 몸 안의 조직 및 혈관 내의 질병을 진단하는 나노 바이오 로봇에도 사용될 것이다. 그러기 위해서는 나노 수준에서 생체 조직의 메카니즘을 모방하는 분자제어 기술도 필요할 것이다. 따라서 기존 액추에이터 원리가 아닌 고분자나 탄소나노튜브(CNT) 등 나노복합소재를 사용하는 나노기술 융합 액추에이터의 기술 개발이 절실할 것으로 생각된다.