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물고기 감각기관 닮은 센서, 수중 로봇에 적용한다영국 브리스톨대, 물고기 측선 기능을 수중 로봇 플랫폼에 통합
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승인 2023.01.25  11:54:50
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▲ 시클리드 물고기 모습

영국 브리스톨대학 연구팀이 물고기의 감각기관 중 하나인 측선(옆줄)의 기능을 수중 로봇에 적용하는 기술에 대해 연구하고 있다고 24일(현지 시각) 밝혔다. 물고기의 측선 기능을 수중 로봇에 적용해 군집 행동에 관한 실마리를 찾겠다는 목표다.

이번 연구는 아프리카 시클리드 물고기의 측선 감각 기관을 중심으로 이뤄졌다. 물고기의 측선은 수압을 인지하고 해석할 수 있으며, 주변 물고기의 존재, 물 흐름의 변화, 포식자, 장애물 등 외부 영향을 감지할 수 있다. 물고기의 측선은 머리, 몸통, 꼬리에 걸쳐 분포한다. 피부 아래 채널(구멍)이나 피부 표면에 위치한 기계수용체(mechanoreceptors 또는 neuromasts)로 구성되어 있다.

엘리엇 스콧 브리스톨대학 교수는 "우리는 측선의 영역(머리의 측선, 몸의 측선) 또는 측선의 유형(피부의 측선, 피부 아래 측선)이 물고기의 환경 압력을 측정하고, 환경 감지에 어떤 영향을 미치는지에 대해 새로운 발견을 모색하고 있다“고 말했다.

연구팀은 머리 주변 측선시스템이 물고기들이 모래톱에서 얼마나 잘 헤엄칠 수 있는지에 관해 큰 영향을 미친다는 것을 발견했다. 또한 피부 아래에서 발견되는 더 많은 측선의 감각 단위인 뉴로마스트(neuromasts, 기계수용체)가 물고기들이 더 가까이에서 헤엄치게 만들고, 피부에 더 많은 뉴로마스트의 존재가 물고기들이 서로 떨어져 헤엄치는 데 영향을 미친다는 것을 발견했다.

연구팀은 시뮬레이션을 통해 측선 메커니즘이 물고기 처럼 작은 규모뿐만 아니라 더 큰 규모에서도 작동될 수 있는 가능성을 확인했다. 연구팀은 이번 연구 성과가 수중 로봇, 특히 비용이 많이 투입되는 군집 로봇의 압력 센서에 영감을 줄 수 있다고 밝혔다.

엘리엇 스콧 교수는 "이번 발견은 물고기의 행동을 더 잘 이해하고, 어둡거나 탁한 환경에서 유영해야 하는 수중 로봇에 유용한 저가 압력 센서의 설계에 기여한다"고 말했다.

연구팀은 향후 센서를 개발하고, 물 속을 더 잘 유영할 수 있는 로봇 플랫폼에 센서를 통합해 그 효과를 입증하겠다는 계획이다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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