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日 도호쿠대, 도룡뇽의 걷기 운동 제어메커니즘 해독스위스로잔연방공대 연구진과 공동 연구...민첩성을 갖춘 로봇 개발에 기여
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승인 2021.08.05  12:25:00
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▲ 도룡뇽의 시뮬레이션 모델

일본 도호쿠대학과 스위스 로잔연방공대 연구진들이 유연하게 걷는 도롱뇽의 운동제어메커니즘을 해독했다고 테크익스플로어가 보도했다.

이번 연구는 ‘휴먼 프론티어 사이언스 프로그램’의 지원을 받아 수행됐으며 과학전문 저널인 ‘프론티어 인 뉴로보틱스’ 7월 30일자에 게재됐다.

다리가 4개인 동물들은 복잡하고 예측 불가능하며 구조화되지 않은 환경을 탐색할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 이들의 인상적인 보행 동작은 ‘몸-다리 조정(body-limb coordination)‘ 능력에서 나온다.

연구 팀은 양서류인 도롱뇽이 몸-다리 조정 메커니즘을 파악할 수 있는 훌륭한 표본이라고 소개한다. 도룡뇽은 4개의 다리를 갖고 있으며 왼쪽에서 오른쪽으로 몸을 흔들면서 걷는다. 이들의 신경계는 포유류보다 단순하다. 이동 속도에 따라 보행 패턴을 바꾼다는 것도 중요한 특징이다.

도호쿠대 전기통신연구소 이시구로 아키오 교수 팀은 도룡뇽의 동작을 해독하기 위해 도롱뇽의 신경계를 수학적으로 모델링하고, 모델을 물리적으로 시뮬레이션했다.

연구 팀은 이 모델을 만들 때 감각정보를 공유하고, 보행 동작을 지원할 수 있게 다리와 몸이 조절된다는 가설을 세웠다. 이 같은 가설하에 컴퓨터 시뮬레이션으로 도롱뇽의 ‘속도 의존적인’ 보행 자세 전환을 재현했다.

이시구로 교수는 "우리는 이번 연구가 적응력이 뛰어나며 다재다능한 운동 능력을 갖고 있는 동물들의 필수적인 메커니즘에 대한 통찰력을 제공하기를 바란다“고 말했다. 연구진은 이번 연구가 몸과 다리의 조정 패턴을 유연하게 변화시켜, 민첩성과 적응력이 뛰어난 로봇을 개발하는 데 도움을 줄 것으로 확신했다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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