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작성일 19-02-25 03:43

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몸 구조 변형해 장애물 통과하는 로봇

동물은 살고 있는 환경에 최적화돼 있습니다. 육상 동물은 땅에서, 바다 동물은 물속에서 움직이기 좋은 구조로 이뤄져 있죠. 반대로 다른 환경에는 취약하다는 얘기도 됩니다. 두 발로 걷는 데 최적화된 인간이 두 손으로 땅을 짚고 네 발로 걷는다면 멀리 못가 금방 지쳐 쓰러지고 말 겁니다. 골격을 다시 짜 맞출 수 있다면 모르겠지만 불가능한 일이죠. 대신 로봇에게는 그런 기대를 걸어볼 만 합니다. 로봇에는 생물학적 제약이 없기 때문이죠.

로봇은 형태 변형 관절 기술로 다양한 환경에 효과적으로 대응한다 (Source:CSU)

미국 콜로라도주립대학교(CSU) 연구팀이 ‘로봇 및 자동화 레터스(IEEE Robotics & Automation Letters)’에 발표한 새로운 논문은 모양을 변형해 다양한 과제를 수행하는 로봇에 대해 다루고 있습니다. 연구진이 만든 로봇은 구조를 변형해 환경 제약을 최소화합니다. 로봇은 다리 구조를 변형해 걸음걸이를 변화시키고 환경에 효과적으로 대응하죠.

원하는 만큼 관절 형태를 바꾸고 고정할 수 있다 (Source:CSU)

연구진이 개발한 기술의 핵심은 '형태 변형 관절(shape morphing joints)'입니다. 로봇에 사용하는 플라스틱으로 전기를 이용해 열을 가하면 10초 이내에 소재가 유연해지는 부품이죠. 그렇다고 마냥 엿가락처럼 휘어서는 곤란할 텐데요. 유연해지는 부위가 따로 있으며 이 부분만 유연해지죠. 전기 흐름을 멈추면 플라스틱은 모양 그대로 단단해집니다.

(Source:CSU)

로봇 대부분의 부품은 3D 프린터를 이용해 제작했습니다. 총 2개의 액추에이터만으로 4 개의 다리를 움직입니다.

연구팀은 로봇 시연 영상도 함께 게재했습니다. 첫 번째 시도에서 로봇은 장애물과 부딪혔으나 로봇의 구조를 변화한 두 번째 시도에서는 줄어든 키로 인해 무사히 장애물을 통과하는 모습이 담겨 있습니다.

관절을 변형한 2차 시도에서는 장애물을 무사히 통과한다 (Source:CSU)

여러 작업을 수행하는 멀티모달(multimodal) 로봇은 다양한 작업을 보여주기 위해 몇 가지 기능을 조합하는 것이 일반적입니다. 예를 들어 다리와 프로펠러, 바퀴와 날개 등을 조합해 이동 능력을 향상시키죠. 그런데 CSU 연구진이 제시한 로봇은 그럴 필요가 없습니다. 어떻게 하면 로봇의 구조를 변형시킬지만 고민하면 됩니다.

(Source:CSU)

연구에 참여한 지앙구오 자오(Jianguo Zhao) 교수는 IEEE 스펙트럼(IEEE Spectrum)과의 인터뷰에서 “구조를 변형하는 기술은 낯선 환경에도 로봇을 잘 적응할 수 있게 하는 이상적인 기술”이라며 “로봇을 더 작은 크기로 만들 수 있으며 로봇 기능 개선에서 유리하다. 생산 비용도 절감돼 경제적이다”라고 설명했습니다. 그는 “이 로봇은 환경 모니터링이나 국가 감시, 재난 지역 수색 임무 등 다양한 분야에 적용해 사용 가능하다”고 덧붙였습니다.

CSU 연구팀의 다음 목표는 두 가지다. 하나는 수영이나 비행 기능을 로봇에 접목하는 것이고 다른 하나는 로봇 구조 변형 시간 단축 등 성능 향상에 집중하는 것이라고 밝혔습니다.

테크플러스 에디터 나유권

tech-plus@naver.com

[출처] 몸 구조 변형해 장애물 통과하는 로봇|작성자 테크플러스