박동일 한국기계연구원 첨단로봇연구센터장 연구진이 개발한 '모핑 휠(Morphing Wheel)'은 계단이나 턱을 만나면 바퀴 형태가 스스로 변형해 장애물을 넘는 기술이다. 평지에서는 일반 바퀴처럼 단단하게 굴러가다 장애물을 만나면 내부 링크 구조가 느슨해지면서 바퀴가 움푹 찌그러져 장애물을 감싸 안듯 올라간다.
연구진은 2022년부터 변형 바퀴 기술 개발을 본격화해 2024년 기술 개발을 마무리했다. 기존 계단 오르기 휠체어는 큰 바퀴나 트랙 구조로 크고 무겁고 소음이 컸지만, 모핑 휠은 두 바퀴 구조로 제자리 회전이 가능해 좁은 공간에서도 자유롭게 움직일 수 있다.
모핑 휠의 핵심은 강성과 유연성을 오가는 내부 구조다. 겉은 일반 고무바퀴처럼 보이지만 내부에는 여러 개의 작은 링크가 특수 와이어로 연결돼 있다. 와이어를 팽팽하게 당기면 단단한 바퀴가 되고, 장력을 풀면 외부 형태에 맞춰 변형된다. 이용자가 별도 조작을 하지 않아도 바퀴가 상황에 맞게 자동으로 형태를 바꾼다.
연구진은 내구성 확보를 위해 수많은 반복 시험을 진행했으며, 와이어는 손상 시 쉽게 교체할 수 있도록 설계했다. 다만 실제 환경은 돌이나 자갈 등 예상치 못한 변수가 많아 추가 야외 실증이 필요하다. 안전성도 핵심 과제다. 휠체어는 여러 센서로 기울기와 노면 상태를 실시간 감지해 안정적인 주행을 구현하며, 전원 차단 시 보조바퀴가 자동으로 내려오는 안전장치를 갖췄다.
모핑 휠은 휠체어 외에도 조선소, 건설 현장, 물류창고, 재난 현장 등 바닥이 고르지 않은 환경의 이동로봇으로 활용될 수 있다. 연구진은 모터와 구동기, 제어시스템, 배터리까지 하나의 이동 플랫폼을 자체 구축했다. 박동일 센터장은 "안전성과 완성도를 높여 누구나 안심하고 사용할 수 있는 이동수단으로 상용화하는 것이 목표"라고 밝혔다.
