▲ 애니보틱스의 4족 보행 로봇 '애니멀 C''

미국 보스턴 다이나믹스의 4족 보행 로봇 ‘스팟(Spot)’이 본격 판매에 들어가면서 본격적인 4족 보행 로봇 시대가 열리고 있다. 스팟은 건설, 공장, 시설 인프라 등의 감시 및 점검 활동에 주로 활용될 것으로 기대를 모으고 있다.

스팟과 함께 4족 보행 로봇 시대를 열고 있는 또 다른 4족 로봇인 ‘애니멀(ANYmal)’도 새삼 주목을 받고 있다. 첨단 모밀리티 기능과 자율성을 갖추고 험한 지형이나 계단을 이동할 수 있는 최신 버전 ‘애니멀 C(ANYmal C)’ 로봇은 북해 해양 플랜트에서 활동 모습을시연하면서 스팟에 결코 뒤쳐지지않는 기량을 보여준 바 있다.

애니멀 C를 공급하고 있는 로봇 스타트업인 애니보틱스(ANYbotics)는 지난 2016년 스위스 ETH 취리히에서 스핀오프했다. 피터 프랑크하우저 애니보틱스 공동 창업자 겸 CEO와 젤리코 론캐릭 콩가텍(congatec) 마케팅 엔지니어는 지난 7월 18일 ‘더로봇리포트’에 게재한 공동 기고문을 통해 애니멀 C의 주요 특징과 활용 애플리케이션을 소개했다.

▲ 콩가텍의 익스프레스 컴퓨터 온 모듈

공동 기고문에 따르면 애니멀 C 로봇은 주변 환경 인식, 동작 제어, 미션 수행 등에 필요한 임베디드 컴퓨팅 능력을 구현하기 위해 콩가텍(congatec)의 '익스프레스 컴퓨터 온 모듈(Express Computer-on-Modules)' 3개를 탑재하고 있다.

기존의 스마트 로봇과 애니멀 C의 두드러진 차이는 자동화 물류창고나 공장 생산작업장(cell)과 같은 고도로 정의된 세팅 환경이 아니라 역동적인 인간적 환경에서 높은 자율도를 갖고 작업을 수행할 수 있다는 데 있다. 애니멀 C는 움직이는 것과 예상치 못한 장애물에 반응하는 것 뿐 아니라 조명, 비, 눈 등 변화하는 환경 조건에도 반응한다. 공동 기고자들은 애니멀 C가 외부의 가이드 없이도, 그리고 부상을 피하기 위해 동작을 중단하지 않고도 문제 해결 행동을 할 수 있다고 설명한다.

자율로봇 시스템이 산업 플랜트에서 자신의 위치를 파악하고 목적지로 이동하기 위해선 장비와 환경 데이터를 수집하고 분석할 수 있는 다양한 범주의 센서를 필요로 한다. 이들 로봇의 최종적인 목표는 사람처럼 능숙하게 작업을 수행할 수 있는 것이다. 첨단 모빌리티 기능과 자율성을 갖춘 로봇은 건설 현장이나 산업 플랜트에서 사람들이 접근하기 힘든 위험한 환경에 접근할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 다양한 센서를 탑재한 자율 로봇은 주변 환경에 대한 폭넓은 이해를 위해 매우 복잡하고 역동적인 환경에서도 SLAM(simultaneous localization and mapping) 기능이 정상적으로 작동되어야한다.

애니멀 C 로봇은 내비게이션과 경로 계획을 위해 다양한 범주의 센서를 탑재하고 있다. 애니멀 C는 장애물 탐지와 지형 정보를 위해 360도로 주변을 깊이 있게 볼 수 있도록 2개의 옵티컬 카메라를 장착했으며 정교한 라이더 시스템은 최대 100m 이내에서 주변 환경에 관한 데이터를 제공한다.

애니멀 C는 교시 동작(teach-in operation)뿐 아니라 원격 제어도 가능하다. 애니멀 C는 원격 제어를 위해 전면과 후면에 2개의 광각 카메라를 갖추고 있어 원격 조작자에게 전면과 후면 영상을 제공할 수 있다. 실외 이동을 지원하기 위한 GPS 수신기도 장착했다.

애니멀 C의 또 다른 중요한 기능은 첨단 이동모터(locomotor) 시스템의 실시간 제어다. 이 기능을 이용해 애니멀 C는 최대 25cm 높이의 계단이나 45도 경사의 계단을 오를 수 있으며 50cm의 비좁은 공간을 비집고 들어갈 수 있다. 애니멀 C는 이와 함께 최대 10kg의 짐을 실을 수 있으며 자율적으로 2~3시간 동작이 가능하다.

애니멀 C는 산업 플랜트와 같은 시설에서 검사 작업을 수행할 수 있도록 특화되어 있다. 아날로그 계기판이나 미터기, 밸브를 측정 및 체크할 수 있는 옵티컬 줌 카메라를 포함한 팬-틸트 방식의 검사 장치를 갖추고 있다. 여기에 기계나 시설의 이상 과열을 감지할 수 있는 열화상 카메라, 가스 누출을 인지할 수 있는 가스 센서, 기계 작동 소리를 통해 이상 여부를 판단할 수 있는 초음파 마이크로폰이 탑재되어 있다.

이 같은 검사 기능을 높은 신뢰도를 갖고 측정하기 위해 애니보틱스의 연구진은 콩가텍 컴퓨터 온 모듈에 2개의 인텔 i7 헥사코어와 1개의 인텔 i7듀얼코어 프로세서를 채택해 모듈러 설계를 완성했다. 이들 프로세서는 첨단 동작제어, 실시간 매핑 자율 내비게이션, 온보드 애플리케이션에 필요한 컴퓨팅 파워를 제공한다.

회사 측은 유연한 설계를 통해 각각의 작업에 필요한 성능과 가격간에 균형을 이루도록 했다. 또한 로봇은 사용자 친화적이며, 진동이나 물, 먼지 등에 견디도록 설계됐다.

애니멀 C에 탑재되어 이는 콩가텍의 익스프레스 컴퓨터 온 모듈은 모든 드라이버와 펌웨어를 포함하고 있으며, 쉽게 설치 및 통합이 가능하다는 특징을 지니고 있다. 이 모듈은 CPU, RAM, 고속 인터페이스, 그래픽 카드 유닛 등 핵심적인 빌딩 블록과 결합할 수 있다. 이 모듈은 세대별 프로세서, 제조업체를 넘어 확장성을 제공하며 쉽게 교체 가능하다. 전체적인 소유비용(TCO)의 경감을 기대할 수 있다. 스팟과 함께 4족 보행 로봇의 대표주자로 나선 애니멀C가 앞으로 어떤 활약을 보여줄지 기대된다.