▲ 인도 기술연구소 카라그푸르(Kharagpur) 연구팀이 '플라워 폴리네이션(꽃수분) 알고리즘(Flower pollination algorithms)'에 기반한 모바일 로봇용 '경로계획 기술'을 개발했다.(사진=테크익스플로어)

지금껏 거친 지형을 비롯해 육지·공중·수중 등 다양한 환경에서 로봇주행을 가능하게 하는 최신 기술들이 개발돼 왔다. 하지만 이 기술을 효과적으로 사용하려면 로봇이 주변 환경에서 안전하고 효율적으로 움직여 최대한 많은 에너지를 절약해야 한다.

‘테크익스플로어’에 따르면 인도 기술연구소 카라그푸르(Kharagpur) 연구팀은 최근 모바일 로봇에서 효율적인 경로 계획을 달성하기 위한 새로운 접근법을 개발했다. 이 방법은 '플라워 폴리네이션(꽃 수분) 알고리즘(Flower pollination algorithms·FPA)'을 기반으로 했다.

이 알고리즘은 소프트 컴퓨팅 기반 도구로, 다양한 요인 및 기준을 고려해 주어진 문제에 대한 이상적인 해결책을 제공한다. 연구팀은 이번 연구 결과를 온라인 플랫폼인 '슈프링거 링크(Springer Link)'에 게재했다.

이번 연구는 최대한 안전하면서도 최소경로 거리 및 에너지 소비 측면에서 가장 최적의 경로를 계획하는 것이 목표였다. 연구팀은 이를 위해 처음에 로봇 경로 계획에 대한 기존의 여러 접근 방식들을 테스트했다. 테스트 결과 꽃식물의 수분 메커니즘을 모방하는 계산기술인 FPA를 접근법에 대한 기반으로 결정했다. 이에 따라 모바일 로봇을 위한 이상적인 경로를 계획하도록 FPA를 설계했다.

이번 연구에 참여한 연구원인 ‘아툴 미스라(Atul Mishra)’는 "알고리즘을 실행하는 동안 운영자가 실행 불가능한 경로를 생성할 수 있어 수정 작업이 불가피했다"면서 "이 알고리즘은 그래프를 기반으로 하지 않기 떄문에 탐색공간이 확장됨에 따라 계산과 관련해 비싸지는 그래프 기반 방식보다 유리할 것으로 예상했다"고 설명했다.

FPA에 기반한 방법은 모바일 로봇이 주어진 위치에 도달하기 위해 최상의 경로를 식별하려고 할 때 로봇의 위치, 도달해야하는 거리, 그리고 원하는 위치에 도달하기 위한 필요한 회전수 등 다양한 요소를 고려한다. 또한 다양한 경로의 안전성을 고려해 최적의 경로계획을 계산한다.

미스라는 “이 알고리즘은 모바일 로봇에 이용 가능한 가장 최적의 경로 중 하나를 성공적으로 계획, 산출할 수 있다”며 “이와 같은 계획 알고리즘이 고려해야하는 또 다른 중요한 점은 최상의 경로를 찾는 데 있어 모바일 로봇의 한정된 형태 및 크기다”라고 강조했다.

연구팀은 일련의 실험을 통해 로봇이 상이한 주행과제들을 완료할 수 있는지 테스트 했다. 테스트 결과 로봇이 FPA기반 기술로 이상적인 경로를 계획할 수 있다는 것이 입증됐다. 테크익스플로어는 이 기술이 앞으로 기존뿐 아니라 새로운 모바일 로봇도 효율적이고 안전하게 탐색하는 것을 가능하게 할 것이라고 평가했다. 연구팀은 앞으로 로봇모터 움직임으로 경로를 정확하게 매핑하도록 연구하고 온라인 계획모듈도 갖추도록 해당 알고리즘을 개발해 나갈 계획이다.