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다음 세상을 상상하라 #2
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승인 2014.05.23  11:17:42
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지난17일 로봇동아리 NEXT(경기북과학고)와 상상(안산동산고)은 합동으로 로봇연구계획 발표회를 가졌다. ‘다음 세상을 상상하라는 목표로 진행되는 이번 행사는 WRO Korea 대회를 준비하는 두 학교 간의 학술 교류 행사로 작년에 이어 2회째다. 발표회에 참여한 학생들은 2~3명이 한 팀을 이루어 올해의 WRO Korea 대회의 창작 부문에 출품할 로봇에 대한 주제 및 개발 계획을 발표하였다. 지난해에는 세계문화유산을 주제로 각각 5, 10개 팀이 참여했었는데 올해는 로봇과 우주를 주제로 각각 6, 12팀이 참여하였다.

지난 4월에 합동 로봇연구 발표회의 주제가 공지되었고, 참가팀들은 독창적이면서도 인류에게 큰 도움을 줄 수 있는 로봇에 대한 아이디어를 고안하기 위해 노력하였다. 1학년 2명과 2학년 1명으로 구성된 우리 팀 역시 독창적이면서도 타당한 연구 주제를 찾기 위해 많은 고민을 했다. 처음에는 우주에 대해 우리가 알고 있는 단어들에 대하여 브레인스토밍을 해보고, 그것들을 조합하여 주제를 선정하려고 했다.

그러나 좋은 주제를 찾기란 생각보다 쉽지 않았다. 그럴 때마다 과학이 자연의 문제를 자연스러운 방법으로 해결하는 학문이라면, 공학은 인간이 만든 문제를 인간적으로 해결하는 학문이라는 NEXT 정웅열 선생님의 말씀을 떠올리며 우주에서 생기는 문제점들과 우주 비행사들이 겪는 불편한 점을 생각해보려고 노력하였다.

우리 팀의 주제는 우주 탐사 로봇의 단점을 보완하는 방향으로 초점이 맞춰졌다. 크게 탐사 로봇의 다양한 활용이 필요하다 ’, ‘안정적인 통신 시스템이 필요하다’, ‘안정적인 제어 시스템이 필요하다3가지에 중점을 뒀다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 고정된 위치의 메인 로봇 시스템을 설계해 통신과 제어의 안정성을 확보할 수 있으리라 생각했다. 또한 탐사뿐만 아니라 채집을 위해 효율적인 로봇 협력과 로봇팔 구조의 개발이 필요하다는 결론이 나왔다.
결국 로봇들을 메인 봇과 수행 봇으로 나눴다. CPU의 안정성이 요구되는 수행 봇의 임무에 연산을 제외시키고, 제외된 연산들은 메인 봇에 집중되도록 설계했다. 메인 봇과 수행 봇은 대형 안테나를 통해 서로 통신한다. 수행 봇은 인간의 팔에 장착된 웨어러블 리모트 시스템의 움직임을 따라 제어될 수 있도록 제작해 탐사 이후의 건설과 개척 등의 문제까지 해결할 수 있도록 설계하기로 하였다.
▲ 레고 디지탈 디자이너(LEGO Digital Designer)를 이용한 설계
인간에게서 문제를 얻고, 인간에게 답을 묻다
연구 방향이 개략적으로 정해진 후, NEXT 친구들은 각 팀의 아이디어를 공유하고 서로 단점을 얘기해주며 함께 해결책을 찾아보는 시간을 가졌다. 이러한 과정을 거치면서 각 팀의 아이디어는 보다 더 참신하고 구체화 되었다. 연구주제가 정해지고 나니 시작이 반이라는 말이 무색할 정도로 빠르게 프로젝트가 진행되었다. 메인 봇과 수행 봇의 개념은 레고의 NXT만으로 표현하기가 어려웠다. 따라서 수행 봇은 NXT, 메인 봇은 노트북으로 표현하기로 했다.
또 팔의 움직임을 NXT에게 설명해주는 방법으로 자이로(Gyro) 센서를 이용하자는 의견과 서보 모터의 인코딩 기능을 이용하자는 의견이 나왔다. 자이로 센서를 이용하면 팔의 기울어진 정도를 로봇팔이 따라하게 만들고 하드웨어적으로 간단하다는 장점과 다소 불안정하고 센서값이 계속 변화한다는 단점이 있다. 반면 서보 모터의 인코딩 기능을 이용하면 로봇팔이 사람의 팔의 모습을 정밀하게 따라하고 센서 값이 비교적 안정적이라는 장점과 하드웨어적으로 복잡하고 사람이 직접 조종기를 착용해야한다는 단점이 존재했다.
고민 끝에 서보 모터를 사용하는 방식을 선택하였다. 왜냐하면 우주에서 작업은 더 정확하고 섬세해야 하기 때문이다. 발표 전까지 모든 팀은 바쁜 일정 중에도 시간을 쪼개면서 연구에 몰두하였다. 발표 하루 전에는 NEXT 각 팀의 주제를 다시 발표하고, 질문하는 시간을 가지면서 더 좋은 연구계획 발표를 위해 준비하였다.
그리고 517일 경기북과학고에 방문한 안산동산고 로봇동아리 상상친구들과 합동 발표회를 가졌다. 캐터필러를 활용한 험준한 지형 탐사 특화 로봇, 생체모방형 다용도 탐사 로봇 등의 우주선이나 탐사 로봇과 관련된 아이디어부터 우주공장, 생체리듬 유지 로봇, 운석 방어 로봇, 우주 공간의 지구 방식 대화 매개로봇 등 다양하고 참신한 아이디어들이 나왔다. 다양한 질문을 통해 발전해가는 모습을 보며 연구 결과 발표회 때에는 얼마나 더 성장해 있을지 기대되었다. 또한 처음 만나는 친구들인데도 같은 주제에 대해서 고민하고 같은 꿈을 가지고 있어 쉽게 소통할 수 있다는 것이 정말 신기하기도 하였다.
▲ 지난 17일 로봇동아리 NEXT(경기북과학고)가 상상(안산동산고)과 합동으로 로봇연구계획 발표회를 가졌다.
Most Expected Team? 그 보다 소통의 참된 의미를 배우다
모든 팀의 계획 발표가 끝난 후, 상대 학교의 참가 팀 중 향후 연구 결과가 가장 기대되는 팀(MET : Most Expected Team)에 대한 투표를 실시하였다. 이는 결과에 따라 해당 팀에게 여러 가지 의미를 줄 수 있을 것이다. 표가 많이 나온 팀들은 물론이지만, 그렇지 않은 팀들도 주제나 구현 방법에 대해 다시 한 번 고민해보는 계기가 될 수 있기 때문이다. 투표 결과, 우리 팀은 모든 참가 팀들 중 가장 많은 표를 얻게 되었다. 개인적으로 매우 뿌듯하기도 했고, 기대에 부응할 수 있을 정도의 연구결과를 보여줘야겠다는 목표도 생겼다.
이번 합동 발표를 통해서 공학자에게 있어 소통뿐만이 아니라 소통의 폭도 매우 중요하다는 사실을 깨달았다. NEXT팀 내에서 소통을 하였을 때에는 그것은 경기북과학고라는 같은 환경 속의 사람들의 소통이었다. 그 소통이 생각의 폭을 넓힐 수 있었지만, 안산동산고 상상 친구들과의 소통과는 확연히 달랐다. 이러한 경험은 나에게 공학자가 가져야 할 참된 소통의 자세에 대해 생각해 보게 하였다. 제한된 소통만을 추구하며 스스로를 우물 안 개구리로 만들고 있을지도 모를 지금의 나의 모습도 돌아보게 하였다. 그리고 이제는 더 적극적인 자세로 더 다양한 이들과 소통해야겠다는 다짐을 했다. 이런 소중한 다짐은 로봇공학자가 되어있을 미래의 나를 더 큰 사람으로 만들어 놓을 수 있는 밑거름이 될 것이다.유재훈학생기자(경기북과학고등학교 1학년)
▲ 경기북과학고 로봇동아리 NEXT

김태구  ktg@irobotnews.com
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