2015년 '미스 아메리카' 선발 결선에서 미스 조지아주가 발을 헛디디는 바람에 무대에서 넘어졌다. 여배우 '제니퍼 로렌스'도 올해 오스카상 시상식에서 무대로 가는 도중에 넘어졌다. 얼마전 미국을 방문한 프란체스코 교황은 비행기 트랩을 오르다 넘어질 뻔 했다. 로봇의 세계에서도 이런 일은 비일비재하다. 올 상반기 미국 캘리포니아에서 열린 DRC 결승전에서 내로라하는 휴머노이드 로봇들이 임무 수행 도중 장렬하게(?) 전사까지는 아니어도 얼굴을 땅에 쳐박으면서 체면을 구겼다. 로봇 과학자들은 로봇이 외부의 충격에도 넘어지지 않도록 하는 연구를 진행하고 있다.

조지아텍에 따르면 이 학교 박사과정을 마친 하세훈 박사와 '카렌 리우(Karen Liu)' 교수팀은 로봇이 다양한 형태의 낙상 사고시 안전하게 착지할 수 있는 새로운 알고리즘을 개발했다. 외부에서 가볍게 밀칠 때 발을 살짝 옮기는 방식으로 균형을 찾거나 빠른 속도로 넘어질 때 유도 선수 처럼 낙법을 구사하는 방법까지 연구했다. 넘어지는 순간 모멘텀을 늦출 수 있는 연속적인 동작을 학습시켜 낙상시 충격을 최소화하고 다치지 않도록 하는 연구다.

조지아텍 연구팀은 새로운 알고리즘을 '바이올로이드GP' 휴머노이드와 아틀라스 로봇에 테스트했다. 현재 피츠버그 디즈니연구소에서 박사후 연구원으로 일하고 있는 하세훈씨는 "로봇이 넘어지면 결정적인 손상을 입는다"며 "로봇은 안전하게 넘어질 수 있는 방법을 배울수 있다"고 말했다. 연구팀은 로봇이 넘어질 때 총접촉수(예컨대 손을 몇번 밀치는지), 접촉 순서, 접촉시 위치와 타이밍 등을 연구해 로봇에 적용했다.

연구팀이 공개한 동영상을 보면 새로운 알고리즘을 적용한 로봇이 착지시 충격도 적었고 부드럽게 착지하는 것으로 나타났다.(동영상과 사진의 상단 부분이 새로운 알고리즘을 적용한 로봇이고, 하단이 기존 알고리즘을 적용한 것이다)

연구팀이 휴머노이드 로봇에 적용한 실험치

이번 연구에는 카렌 리우 교수의 기존 연구가 도움을 주었다. 리우 교수는 넘어질 때 가장 중요한 것은 착지 각도이며 부드럽게 착지하기 위한 '뇌'를 갖추는게 중요하다고 지적했다.

연구팀은 이번 연구 성과를 최근 독일 함부르크에서 열린 IEEE/RSJ의 '지능형 로봇과 시스템에 관한 국제 컨퍼런스'에서 발표했다.