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미 존홉킨스대, 왕뱀 동작 모사한 '뱀 로봇' 개발다양한 높이의 계단 오를 수 있어
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승인 2020.02.19  16:25:46
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▲미국 존홉킨스대학 연구진이 왕뱀의 동작을 모사한 '뱀 로봇을 개발했다.

미국 존홉킨스대학 연구진이 왕뱀(kingsnake)의 동작을 모사한 '뱀 로봇(snake robot)'을 개발했다고 발표했다.

‘사이테크 데일리’ 등 매체에 따르면 존홉킨스대학 '천 리(Chen Li)' 교수팀은 사막이나 소나무-오크 숲에서 살아가는 왕뱀의 움직임에서 아이디어를 얻어 다양한 높이의 계단 등 3차원 공간을 미끄러지듯 움직일 수 있는 뱀 로봇을 개발했다. 연구팀은 전문 저널(‘Journal of Experimental Biology and Royal Society Open Science’)에 연구 성과를 발표했다.

그동안 여러 연구 기관에서 뱀 로봇을 연구했지만 평면을 이동하거나 나무를 기어 오르는 수준에 머물렀다. 아직까지 돌무더기나 잔해 더미를 빠르게 이동할 수 있는 뱀 로봇에 대한 연구는 미진한 편이다. 존홉킨스대학 연구진은 이번에 개발한 뱀 로봇이 다양한 높이의 계단을 빠르게 오를 수 있어 3차원 장애물을 보다 빨리 극복할 수 있는 기술적인 기반을 마련했다고 설명했다.

연구팀은 왕뱀이 계단 등 장애물을 넘어갈 때 자신의 몸을 크게 3개의 부문으로 나누어 이동한다는 점에 주목했다. 즉, 뱀은 계단을 오를 때 몸의 앞부분과 뒷부분은 마치 파도가 움직이듯이 앞뒤로 꿈틀대지만 가운데 부분은 뻣뻣하게 유지하면서 공중에 버티고 있다. 이때 가운데 부분은 꿈틀대기 보다는 직선에 가깝다. 또 뱀이 목표로 정한 계단에 접근할수록 앞부분은 길이가 길어지고 뒷부분은 짧아진다는 점도 파악했다. 하지만 몸의 가운데 부분은 길이가 변하지 않으면서 공중에서 버틴다는 것.

연구팀은 이 같은 왕뱀의 동작을 모듈러 구조의 뱀 로봇에 적용하고 계단의 높이와 마찰력을 달리해서 여러 차례 실험을 진행했다. 계단이 낮으면 별 문제가 없지만 계단의 높이가 높아질수록 뱀 로봇은 불안하게 움직이거나 움직이지 못하고 한 곳에 머물렀다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 자동차의 서스펜션과 같은 시스템을 도입했다. 서스펜션 기술을 채택한후 뱀 로봇은 자신의 몸 길이의 38% 높이의 계단도 100%의 성공률로 오를 수 있게 됐다는 설명이다.

연구팀은 이번에 개발한 뱀 로봇이 기존 뱀 로봇 보다 빠르게 이동할 수 있으며 보다 안정적인 동작이 가능하다고 말했다. 앞으로 연구팀은 비정형의 대형 장애물이 있는 3D 지형에서 움직일 수 있는 뱀 로봇 개발에 나선다는 계획이다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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