▲ 4족 로봇들이 서로 연결되어 있는 모습(사진=노트르담대)

미국 인디애나주 노트르담대 연구진이 도전적인 과제를 집단적으로 해결할 수 있는 군집 4족 로봇 기술을 개발했다고 테크익스플로어가 최근 보도했다.

노트르담대 로봇과학자인 야세민 오즈칸-에이딘(Yasemin Ozkan-Aydin) 교수는 개미·벌 등 군집 행동을 하는 곤충으로부터 영감을 얻어 군집 활동이 가능한 4족 로봇 기술을 개발하고 로봇 전문저널인 ‘사이언스 로보틱스’에 논문을 게재했다.

연구진에 따르면 군집 활동을 하는 개미들은 이동 중에 넘기 힘든 장애물을 만나면 개미들이 서로 몸을 연결해 다리를 만들어 다른 개미들이 장애물을 통과할 수 있도록 한다. 노트르담대 연구진은 이번 논문에서 자연 세계의 곤충들을 모방해 도전적인 환경에서 기동하고, 어려운 일을 집단적으로 수행할 수 있는 다족 로봇 기술을 소개했다.

오즈칸-에이딘 교수는 “다리 로봇은 험한 지형과 좁은 공간 등 까다로운 환경에서 다리를 사용해 빠른 기동성을 확보하고, 장애물을 극복할 수 있다. 하지만 다리 로봇은 특정 지형 조건에선 중대한 이동성 문제에 직면하고, 이동의 효율성이 저하된다”고 말했다.

오즈칸-에이딘 교수는 연구에 앞서 개별 로봇들의 물리적 연결이 군집시스템을 만들어 4족 로봇의 이동성을 제고할 수 있다는 가설을 세웠다. 개별 로봇은 평탄한 표면 위를 이동하거나 가벼운 물체를 운반하는 등 단순 작업을 수행할 수 있지만, 작업이 단일 로봇의 능력을 넘어설 경우 개별 로봇을 물리적으로 연결하는 방식으로 보다 큰 다족시스템(multi-legged system)을 형성해 집단적으로 문제를 해결할 수 있다는 것이다.

연구진은 3D프린터를 이용해 15~20cm 길이의 4족 로봇을 제작했다. 각각의 로봇들은 리튬폴리머, 마이크로 컨트롤러, 3개의 센서(전면에 광센서 1개, 전면과 후면에 자성 터치센서 2개)를 갖추고 있으며 서로 연결할 수 있다. 4개의 유연한 다리는 추가적인 센서와 부품의 필요성을 줄여주고, 로봇들에게 기계적인 지능을 제공한다.

연구진은 이 기술을 다양한 지형에서 태스트하고, 개별 로봇이 이동 중 장애물에 막힐 때 다른 로봇들에게 도움 신호를 보내고 서로 몸체를 연결해 장애물을 성공적으로 극복하는 모습을 구현했다.