▲ 발바닥에 카메라를 탑재한 4족 보행 로봇 G1(사진=IEEE 스펙트럼)

중국 광둥성 선전시에 위치한 남방과기대(Southern University of Science and Technology) 연구팀이 4족 보행 로봇의 발 바닥에 카메라를 탑재해 보행 능력을 개선하는 연구 프로젝트를 추진하고 있다. 로봇 그리퍼에 비전 시스템을 통합하는 것처럼, 로봇 발에 비전시스템을 탑재해 보행 능력을 개선하겠다는 전략이다.

28일(현지 시각) IEEE 스펙트럼 보도에 따르면 남방과기대 연구팀은 4족 보행 로봇의 발에 힘 센서(force sensor) 대신 카메라를 장착해 접촉 지면의 상태를 파악하는 연구를 추진하고 있다. 연구팀은 'IEEE 로보틱스 앤 오토메이션 레터스'(IEEE Robotics and Automation Letters)에 연구 논문을 발표했다.(논문 제목:Foot Vision: A Vision-Based Multi-Functional Sensorized Foot for Quadruped Robots)

IEEE 스펙트럼에 따르면 감각 기능을 갖춘 로봇 발에 관한 연구는 새로운 아이디어가 아니다. 4족 보행 로봇에 힘 센서를 장착해 접촉 지면의 성질을 파악하는 기술은 꽤 일반적으로 활용되고 있다. 하지만 실제 카메라를 발바닥에 넣는 것은 참신한 아이디어라는 것이다.

남방과기대 연구팀은 유니트리의 4족 보행 로봇 ‘고1’(Go 1)의 발바닥을 투명한 아크릴로 만들었다. 이를 통해 로봇 발바닥에 카메라를 지지할 수 있는 유연한 플라스틱 구조물을 설계하고, 카메라 조명을 위해 4개의 LED를 장착했다. 각각의 카메라는 초당 120프레임(640x480)의 해상도를 지원한다. 로봇 발 제작에는 각각 50달러의 비용이 들었는데 카메라 가격이 대당 42달러다. 로봇 발은 흙과 물이 들어오는 것을 차단하기 위해 밀봉됐다.

4족 보행 로봇이 지면에 구애받지않고 잘 걷기 위해선 정확하게 무엇을 밟고 있는지, 그리고 어떻게 지면과 상호 작용하는지에 대한 보다 많은 정보가 필요하다. 이를테면, 4족 보행 로봇이 모래와 같은 복잡한 지면에서 이동하려고 시도할 때 로봇이 밟고 있는 지면과 어떻게 상호 작용하는지를 명시적으로 보여주는 비전시스템을 갖추는 것이 크게 도움이 될 수 있다는 것이다. 모래의 밀도나 굵기 등을 알 수 있으면 보행시 그에 맞는 보행 동작을 취할 수 있다. 고1은 '풋 비전(Foot Vision)'을 활용해 로봇 발 주변 모래나 토양의 흐름을 감지할 수 있으며, 미끄러지는 것을 방지하기 위해 새로운 '트레드 패턴(tread patterns)'을 추가할 수 있다.

연구팀은 로봇 발에 카메라를 장착하는 ‘풋 비전’이 그리퍼에 비전을 결합하는 것과 같은 효과를 낼수 있다고 보고 있다. 풋 비전을 통해 4족 보행 로봇은 다양한 지면을 이동하는데 보다 많은 정보를 취득하고, 효과적인 의사결정을 내릴 수 있다는 설명이다.