▲노스릿지캘리포니아주립대학교(CSUN) 연구팀이 미 국방부로부터 행성 탐사에 사용 될 곤충 크기의 완전 자율형 군집 로봇(사진) 개발을 위한 자금을 지원받았다. 국방부는 연구팀이 이를 개발하면 화성은 물론 당장 지구의 극한 환경에서 수색, 구조, 채굴 등의 분야에서 활용되길 바라고 있다(사진=아이스톡)

향후 화성 탐사의 주역은 큐리오시티나 퍼시비어런스 같은 소형 승용차 크기의 탐사로봇(로버)이 아니라 곤충같은 작은 자율주행 군집 로봇(swarm·로봇떼)에 맡겨라.

‘테크크런치’는 노스릿지 캘리포니아 주립대(CSUN)가 자율형 소형 군집 로봇 개발 프로젝트에 나섰다고 보도했다. 소형 로봇들은 화성같은 낯선 행성에서 한 대의 커다란 로봇이 순차적으로 수행하던 탐사 작업을 순식간에 동시병행적으로 수행할 수 있다.

현재 화성에서는 탐사 및 과학미션을 수행 중인 대략 자동차 크기의 탐사 로봇이 사용되고 있다. 하지만 향후에는 CSUN과 개발 협력 파트너 기관 및 기업들이 만든 훨씬 더 작은 로봇이 이를 대신 수행하게 될 전망이다. 특히 이 소형 로봇떼 모델로는 서로 협력해 활동하도록 고안된 곤충만한 크기의 로봇들이 포함될 수도 있는 것으로 알려졌다.

무리지어 다니는 곤충같은 군집 로봇(로봇떼)는 이미 수많은 다른 연구기관과 회사들에서도 개발되고 있다.

노스릿지 캘리포니아 주립대가 주목받는 것은 미 국방부가 외계에서의 사용은 물론 지금 당장 지구에서 채굴·산업용 및 수색·구조용 등으로 사용될 로봇 떼 개발을 원하면서 상당 규모의 자금을 지원했기 때문이다. 이 자율형 소형 군집로봇 개발 프로젝트를 주관하는 누트 호 CSUN 기계공학과 교수에게 53만 9000 달러(약 6억5000만원)의 연구비가 지원됐다.

호 교수는 과학기술, 기업가 정신, 예술, 수학, 인문학의 공동 연구 노력에 초점을 맞춘 미 항공우주국(NASA·나사) ‘STEMH(Science·Technology·Engineering·Mathematics–Healthcare)자율연구센터’를 이끌고 있다.

연구 목표는 알려지지 않은 적대적 환경에 떨어뜨릴 수 있는 로봇 무리를 만든 다음, 추가 로봇 투입없이 주어진 특정한 임무를 완수하는 방법을 알아내는 것이다.

궁극적으로 이 로봇 떼는 도전에 대처하기 위해 복잡한 문제 해결을 수행하게 된다. 여기에는 당면한 과제의 다른 측면을 처리하기 위해 로봇떼를 서로 다른 크기의 그룹으로 조직하는 것, 중복과 용도 변경 등을 통해 멤버를 잃는 것 같은 임무 수행과정의 차질에 대처하는 내용도 포함된다.

이 시스템을 테스트하는 한 가지 방법으로는 NASA 제트추진연구소(JPL)의 공동 연구팀과 함께 사용하는 것이 고려되고 있다. 이들은 지하 환경을 자율적으로 탐색하고 매핑하기 위한 최선의 해결책을 찾으려 하고 있기 때문이다.

이런 접근법이 고려되고 있는 것은 작은 행성 탐사 로봇(로버) 떼를 사용하는 것이 한 대의 큰 로버 로봇을 사용하는 것보다 커다란 잠재적 이점을 갖고 있기 때문이다.

무엇보다도 소형 로봇떼에 기본적으로 이중화 기능(redundancy)이 들어간다는 점을 장점으로 꼽을 수 있다. 즉 현재 화성에서 임무를 수행중인 나사의 퍼시비어런스 탐사 로버가 치명적 결함이 발생하면 기본적 임무만 수행하게 되는 반면, 소형 로봇떼를 이용할 경우 개별 구성원을 잃더라도 다른 무리 구성원들이 전체 임무를 계속해서 수행하게 된다.

또한, 로봇떼는 개별적인 작은 서브유닛으로 자체 조립돼 더 넓은 지면을 더 빨리 덮을 수 있다. 게다가 한 대의 대형 탐사 로봇이 순차적으로 처리할 여러 가지 작업을 집단으로 동시 병행적으로 수행해 목표를 달성할 수 있다.

호 씨는 “우리는 개미와 벌떼가 보여주는 스스로 조직하고, 각기 다른 업무에 대한 영리한 해결책을 만들어 내고, 다른 규모의 그룹으로 활동하며, 다른 멤버가 실패해도 임무를 완수할 수 있는 능력과 행동에서 영감을 얻었다”고 말했다. 그는 “다음은 인간이 얻은 통찰력을 어떻게 사용해 복잡한 로봇 시스템을 설계하고 정말로 도전적인 임무를 수행할 수 있는지 알아내는 것이다”라고 말했다.

CSUN은 이 로봇떼 프로젝트 수행을 위해 나사 제트추진연구소(JPL)를 비롯, 보스턴 다이내믹스, 인텔, 클리어패스 로보틱스, 텔레롭(Telerob), 벨로다인(Velodyne), 실버스 테크놀로지스(Silvus Technologies)와 협력하고 있다.