스스로 복원하는 바이오닉 타이어
스스로 복원하는 바이오닉 타이어
  • 제시 크로스(Jesse Crosse)
  • 승인 2017.06.27 13:33
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굿이어는 공처럼 생긴 ‘이글 360 어반’(Eagle 360 Urban) 콘셉트가 미래 자율주행차 시대의 아주 중요한 기술이 될 것이라고 말한다. 각각의 타이어 안에 전기모터와 배터리가 있으며 자기부상 기술로 차체를 지지한다. 여기에 높은 수준의 인공지능 기술을 더한다.


센서는 타이어 내부와 탄력적인 고분자로 된 ‘바이오닉 스킨’(bionic skin) 트레드에 부착되어 차의 섀시 및 도로의 다른 사용자 그리고 서비스 센터와 정보를 주고받는다. 이 타이어에서 사물인터넷(IoT)은 완전 자율주행 기술의 핵심이 될 것으로 보인다.


다시 사용할 수 있는 이글 360 어반 타이어 안에 배터리, 전기모터, 센서 및 제어 컴퓨터가 들어 있다. 또한 3D 프린터로 만든 바이오닉 스킨에도 센서가 포함돼 있다. 마치 인간의 피부 같은 타이어 표면은 특별한 속성을 가진 여러 개의 층으로 구성돼 있다. 아래층에 있는 활성화 요소는 트레드 패턴에 변화를 주고 손상이 가면 스스로 복원하기도 한다. 이때 타이어는 지면과 닿는 부분을 바꿔 손상된 부분이 제대로 원상복구 되도록 돕는다. 


지난 제네바 모터쇼에서 공개된 이 콘셉트 타이어의 대부분 요소는 기존의 소재를 사용했다. 열이나 전류에 반응하는 나노 물질은 펌프부터 로봇의 인공 팔에 이르기까지 이미 전 세계적으로 다양한 분야에서 사용하고 있다. 그러나 굿이어에서 소재를 연구하는 클라우드 보에스(Claude Boes) 연구원은 “타이어 고무는 아주 오래 사용한 소재이다. 만약 우리가 타이어에 새로운 개념이나 속성을 적용한다면 모든 부분에서 완전히 새로운 소재를 생각할 필요가 있다”고 말한다.  

 

기존 타이어 고무를 현미경으로 보면 고분자가 마치 파스타처럼 엉켜있다. 천연 고무를 타이어 생산에 적합하게 만드는 과정에서 서로 결합하기 때문이다. 그러나 타이어가 펑크 나면  엉켜있는 고분자가 깨진다.       


지난 몇 년 사이에 나온 신소재 중 깨진 결합 구조를 복원시키는 초고분자 물질이 있다. 또 다른 신소재는 자가 복원 물질이 포함된 ‘브로모부틸’(bromobutyl) 고무로 현재 상용화됐다. 결국 미래 타이어 기술은 이와 비슷한 역할을 하는 소재를 찾는 것이 핵심 과제다.  


이글 360 어반 타이어는 노면에 닿는 부분이 원형이다. 따라서 노면과 직사각형으로 닿는 기존 타이어보다 배수 능력이 더 뛰어나다. 바이오닉 스킨은 ‘형태 변형’(shape-shifting) 기술이 적용되어 물을 분산시킬 때 트레드가 보조개처럼 바뀐다. 이때 타이어와 노면 사이의 물이 오목한 부분에 갇혀 타이어 그립 성능은 더 높아진다.   


타이어 트레드 변형은 새로운 전기활성화 고분자를 활용한다. 이것을 아주 얇은 2개의 전극 사이에 끼우면 소재에 변형이 일어난다. 클라우드 보에스 연구원은 트레드 안쪽에 전기활성화 고분자로 만든 나노 물질을 적용하고 이를 타이어 내부의 컴퓨터로 제어하는 것을 계획하고 있다.    

 

아주 섬세한 활성화 층은 트레드 안쪽에 있기 때문에 마모되지 않는다. 트레드 교체가 필요할 때는 타이어가 이를 감지해 정보를 전달한다. 그러면 자율주행차는 서비스 센터로 가서 몇 초 안에 타이어를 교체할 수 있다. 낡은 타이어에서 컴퓨터나 전기모터 등 핵심 부품은 다시 사용하고 3D 프린터로 만든 바이오닉 스킨을 감싸 새 타이어를 만든다.         


물론 이글 360 어반 타이어가 상용화 되려면 아직 더 많은 시간이 필요하다. 클라우드 보에스 연구원은 아이디어 중 일부가 25~30년 안에 타이어에 활용될 것이라고 믿고 있다.

 

 


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