▲‘X-4’ 로봇은 도마뱀의 움직임을 모방해 만들어져 수직 벽을 오른다. (사진=선샤인 코스트대)

로봇 도마뱀이 향후 재난 발생시 감시업무에서 중요한 역할을 하게 될 것으로 보인다.

‘워싱턴포스트‘는 지난 11일(현지 시각) 호주 클레멘트 바이오메카트로닉스 및 바이오로보틱스 연구원들이 실제 도마뱀처럼 수직 벽을 기어올라 가는 로봇 도마뱀을 개발했다고 보도했다.

미국 보스턴 다이내믹스와 다른 로봇 회사들이 재난 지역에서 민첩하게 돌아다니는 개 같은 동물 공학으로 두각을 나타낸 반면, 호주 선샤인 코스트 대학의 과학자들은 다른 사람들(이나 동물들)이 갈 수 없는 곳에 들어갈 수 있는 파충류에 관심을 집중했다.

지난 2017년부터 로봇 파충류를 개발해 온 이 대학 크리스토퍼 클레멘테 팀장은 “많은 다른 동물들의 기계 버전보다 작고 가벼우며 제작이 간단한 도마뱀 로봇은 완벽히 수직을 기어올라갔기 때문에 이상적인 미래 감시 기계의 기반이 되고 있다”고 말했다. 그는 “도마뱀은 기어오르는 최적의 설정 중 하나를 발견하기 때문에 (기어오르는 관련 연구를) 시작하기에 매우 좋다. 많은 시간 동안 자연은 우리를 위해 문제를 해결했다”고 덧붙였다.

연구팀은 이 로봇을 ‘X-4’로 이름붙이고 로열소사이어티 3월 31일자에 이에 대한 논문을 발표했다.

로봇은 수년 동안 계단과 언덕을 오를 수 있었지만 90도 수직 표면을 따라 이동하는 것은 독특한 도전이었다. 그것은 표면에 달라붙지 않고 잡을 수 있는 능력과 함께, 완벽한 양의 속도, 안정성, 무게, 효율성을 필요로 한다.

연구팀은 파충류들이 어떻게 이런 행동을 하는지 알아보기 위해 두 종의 도마뱀을 포획해 그들이 걷는 모습을 촬영했다. 도마뱀붙이(게코)는 수직 플라스틱 경주장을 가로질러 걷는 것이 기록되었고 호주의 수룡(water dragon)은 특화된 카펫을 미끄러져 지나가는 것이 촬영됐다.

연구원들은 소프트웨어(SW)를 사용해 이들의 패턴을 모방한 발톱있는 로봇을 만들기 위해 도마뱀이 발을 놓는 자리를 추적하고 어떻게 그들의 몸체를 움직이는지를 추적했다.

그들의 주요 발견 중 하나는 도마뱀이 역동적 안정성을 위한 최적의 범위(거리)를 가지고 있다는 것이었는데, 이는 도마뱀의 속도가 그들이 얼마나 성공적으로 수직벽을 기어오르는지에 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다.

연구팀의 조사 결과는 도마뱀이 최대 속도의 70%를 넘어 너무 빠른 속도로 기어 올라갔을 때 땅에 떨어질 확률이 높아진다는 것이었다. 최고 속도의 40%보다 느리게 올라갈 경우 미끄러질 확률은 50%로 떨어졌다.

이 연구결과는 로봇이 벽에 붙어있기 위해 얼마나 빨리 움직여야 하는지를 알려 주었다.

연구원들은 평균적인 도마뱀 크기의 민첩한 로봇을 만들었다. 이 기계는 길이가 9인치(약 23cm)이고 무게가 0.5파운드(약 227g) 이하이며, 수직으로 기어오르는 도마뱀의 움직임을 모방해 설계된 다리와 발을 가지고 있다.

로봇 도마뱀은 주로 3D 프린팅 부품으로 제작되며, 척추에 관절이 있어 미끄러질 수 있다. 어깨에도 관절이 있어 발을 앞으로도 뒤로도 움직일 수 있다. 발에는 발톱 역할을 하는 압정핀같은 것이 있어 표면을 잡을 수 있고 쉽게 풀 수 있다.

연구원들은 로봇이 장애물을 피할 수 있도록 거리 측정 센서(레인지 파인더)와 와이파이 센서를 추가했다. 수동형 꼬리는 로봇을 안정적으로 유지하는 데 도움이 된다. 시험하는 동안 이 기어오르는 로봇은 90도로 기울어진 카펫 표면에서 촬영됐다. 이 로봇 도마뱀은 중간 속도로 작동할 때 벽에 머물렀다.

연구원들은 요즘 이 로봇 도마뱀이 천장에 가까워질 때까지 맹목적으로 벽을 기어오르며, 이 때 멈추도록 프로그램돼 있다고 말했다. 이들은 다음 단계로 이 로봇 도마뱀에 카메라를 추가하고 자율성을 강화하기를 희망한다.

연구원들은 이 도마뱀 로봇 시제품을 훌륭한 통신 로봇으로 만들 수 있다고 보고 있다. 이 로봇은 와이파이 통신망의 범위를 확장하기 위해 나무와 전봇대를 오를 수 있을 것이다. 연구원들은 또한 도마뱀 로봇이 수색과 구조 시나리오에서 잘 활용될 수 있을 것으로 생각하고 있다.

클레멘테는 “재난지역에 이 로봇들을 투입할 수 있고, 이들은 구조물을 기어다니며 생존자를 찾을 수 있다”며 “누구든 휴대폰을 가지고 있다면, 로봇에 연결해 자신들의 위치를 알릴 수 있다”고 설명했다.