다이나믹한 주행 능력과 점핑 능력을 갖춘 4족 로봇을 제작하기 위해선 강력한 액추에이터와 탄력 있는 다리가 필요하다. 특히 점핑 능력을 갖기 위해선 힘을 축적하고 발산할 수 있는 스프링과 같은 탄력 있는 구조물(다리)이 있어야한다. 하지만 이런 로봇은 일반적으로 제작 비용이 많이 들거나 구조적으로 복잡하다.

‘IEEE 스펙트럼’에 따르면 중국 저장대학교 박사과정 학생인 ‘보싱 왕(Boxing Wang)‘ 등 연구진은 아이들이 흔히 뛰어노는 트램펄린을 활용해 4족 로봇의 점핑 제어 기술을 연구하고 있다. 비싼 서보(servo)나 강력한 액추에이터 없이도 일반 부품을 사용해 저렴한 비용으로 4족 로봇을 제작해 점핑 제어 기술을 연구하기 위해 이 같은 방법을 활용하기로 했다.

연구진은 최대 6Nm의 토크를 갖고 있는 콘도(KONDO) ‘KRS6003RHV’ 액추에이터를 활용해 4족 보행 로봇을 제작했지만 점핑 능력을 제공하기는 힘들다는 사실을 확인했다. 이 로봇이 점프 능력을 갖기 위해선 지면에서 뛸 수 있을 정도로 큰 에너지를 저장할 수 있는 탄력적 부품이 필요했다.

보싱 왕은 이 같은 상황에서 우선적으로 탄력적인 다리를 설계하기보다는 트램펄린을 활용해 점핑 능력을 연구하기로 했다. 연구진 가운데 탄력있는 다리를 설계하는 방법을 확실히 알고 있는 사람이 없었다는 점도 이런 방식을 채택한 배경이다.

연구팀은 4족 로봇에 IMU(Inertial Measurement Unit)와 다리 끝부분에 지면 착지 및 도약을 인지할수 있는 소형의 촉각 스위치를 부착했다. 이렇게 함으로로서 점핑 능력을 갖추지 않은 로봇으로도 점핑에 관한 연구를 할 수 있게 됐다는 설명이다. 연구진은 트램펄린에서 4족 로봇이 이동하거나 뛰는 동작을 통해 점핑 제어 기술 등을 익혀 나갔다. 트램펄린상에서 4족 로봇이 균형을 잃지 않으려면 점핑 제어 기술이 요구된다. 연구팀은 '위치-제어(position-control) 로봇' 기술을 활용해 점핑에 관한 연구를 진행했다.

연구진은 트램펄린에서 확인한 4족 로봇의 점핑 제어 기술을 기반으로 실제 탄성 있는 다리의 설계 등 추가적인 연구를 진행할 계획이다.