수면 걷기는 자연계에서 독특한 운동 형태이지만, 속도와 방향을 제어할 수 있는 수생 연성 로봇을 만드는 것은 여전히 큰 도전 과제입니다. 본 연구는 소수성 액정 필름을 생체 모방 로봇의 본체로 사용하고, 반응성 액정 탄성체(LCE)를 구동 팔로 결합하였으며, LCE에 광열 전환제를 부하하고 표면에 장뇌를 흡착시켜 마랑고니 효과의 구동 연료로 활용하여 광 구동 수면 걷기 생체 모방 마이크로 로봇을 제작하였습니다. 광 구동 하에서 LCE 구동 팔은 펼침과 접힘 상태 사이를 전환하여 액체면과의 거리를 변경하고, 이에 따라 수면에서 승화 연료 분자의 흡착 변화를 유발합니다. 구동 팔이 펼쳐져 액체면에 가까워지면 흡착이 증가하고 국소 표면 장력이 감소하여 마랑고니 효과를 발생시키며, 마이크로 로봇을 전진시킵니다. 이에 따라 LCE는 접힘 상태로 복원되어 수면에서 멀어지고, 구동 연료 분자의 흡착이 감소하여 표면 장력 구배가 약해지고 운동이 정지되어 광 유도된 시작과 정지 기능을 실현합니다. 더 나아가 다중 접힘 팔 미세 로봇 구조 설계를 기반으로 광 유도하에 운동 방향과 속도의 다자유도 제어 구동 동작을 구현하였습니다. 본 연구는 기존 마랑고니 구동 로봇이 운동 시작·정지 및 방향 제어에서 제어성이 낮은 문제를 극복하고, 복잡한 수중 환경에서 시공간 제어가 가능한 무선 연성 로봇 설계를 위한 새로운 전략을 제시합니다.

생체 모방 구동기; 액정 탄성체; 광 반응; 마랑고니 효과; 제어 가능한 구동