곤충들은 몸에서 발산하는 '페로몬(Pheromone)'을 이용해 멀리 떨어진 곳에 있는 짝을 찾거나 동료들과 협동 작업을 수행한다. 특히 개미 등 사회적인 곤충들은 페로몬을 통한 커뮤니케이션 능력이 매우 뛰어나다. 페로몬 기반 소통 방식은 사회적인 곤충들의 군집 행동을 이해할 수 있는 핵심 키워드다.
로봇 과학자들은 일찍부터 곤충의 '페로몬 커뮤니케이션' 방식에 주목했다. 페로몬 소통 방식을 모사해 로봇의 군집 행동을 유도하려는 시도를 적극적으로 해왔다. 과학자들은 두가지 방향에서 곤충의 페로몬을 모사했다. 알코올과 같은 화학적인 성분을 이용하는 방식, 빛 또는 소리 등 물리적인 기법을 활용하는 방식이 그것이다. 곤충의 페로몬 소통 방식을 모사하는 기술은 군집 로봇 개발은 물론이고 차량충돌센서,감시 기술, 비디오 게임 프로그래밍 등에 활용될 수 있을 것으로 예상되고 있다. 하지만 과학자들의 노력에도 불구하고 아직까지 주목할만한 연구 결과는 나오지 않고 있다.
최근 영국 링컨대학 로봇과학자들이 기존의 페로몬 연구보다 한 단계 진전된 연구 결과를 내놓아 주목을 끌고 있다. 링컨대학교 컴퓨터과학부 소속 '파샤드 아빈(Farshad Arvin)' 박사팀은 시중에 나와 있는 전자 부품을 활용해 곤충의 페로몬 소통 방식을 모사한 로봇 기술을 개발했다. 기존 연구보다 신뢰성이 높고 정확도가 높다는 설명이다.
연구팀은 LCD 스크린과 저가 USB 카메라를 활용해 페로몬을 모사했다. LCD 스크린상에 시각적인 형태의 궤적을 만들어 페르몬 처럼 활용한 것이다. 시각적인 형태의 궤적은 시간이 지나면서 색이 점점 옅어진다. 이는 마치 페로몬 냄새가 한번 발산되면 시간이 지나면서 점점 농도가 옅어지는 것과 같은 이치다. 시각적인 형태의 '페로몬' 이미지는 군집 마이크로 로봇에 장착된 2개의 광센서에 의해 인식된다. 2개의 광센서는 개미의 안테나를 모사한 것이다. 군집 로봇들은 페로몬을 발산하는 로봇을 뒤에서 따라간다. 하지만 시각적인 궤적이 옅어지면 제대로 쫒아가지 못한다.
연구팀은 새로운 기술을 'COS(Communication System via Pheromone)-파이'라고 명명했다. 'COS-파이'는 저가 오픈소스 하드웨어 마이크로 로봇과 오픈소스 방식 지역화 시스템으로 구성되어 있다. 로봇의 페로몬 궤적을 추적하고 인공 페로몬을 발산하는게 핵심 기술이다. 연구팀은 이번 연구에 지난 2014년 중국 칭화대와 공동 개발한 군집행동 및 애플리케이션 플랫폼인 '콜리아스(Colias)'를 적용했다.
파샤드 박사는 "고해상도 시각 궤적을 활용해 인공적인 페로몬을 만들고 페로몬의 확산, 증발, 밀도 등을 모사했다"며 "서로 다른 색깔과 농담을 통해 다양한 인공 페로몬을 만드는 게 가능하다"고 말했다. 이를 로봇 기술에 활용하면 다양한 형태의 군집 행동이 가능해진다는 설명이다.
