바퀴벌레는 놀라운 이동 능력을 갖고 있다. 이런 비상한 이동 능력은 비슷한 크기의 다른 어떤 생체모방 로봇보다 훨씬 뛰어나다. 바퀴벌레가 갖고 있는 놀라운 이동 능력을 수색 및 정찰 활동에 활용할 수 있다면 시간을 다퉈가며 인명 구조 활동을 펼치는 재난 구조팀에 큰 도움이 될 것이다.

이러한 민첩한 이동 능력을 갖춘 사이보그 바퀴벌레는 전통적인 로봇이 접근하기 어려운 미지의, 구조화되어 있지 않은 환경에서 수색 및 구조 임무를 수행하는 데 적합하다. 사이보그 바퀴벌레에 소형 카메라를 장착하면 실시간으로 재난 현장의 모습을 확인할 수 있다.

하지만 바퀴벌레는 밝고 넓은 공간 보다는 어둡고 좁은 공간에 가만히 머무르는 것을 선호한다. 밝은 공간과 따뜻한 공간에서 보다 활동적으로 변하는 게 바퀴벌레의 습성이다.

일본 오사카대학 모리시마 케이스케(森島圭祐) 교수팀은 전자적인 장치를 결합한 사이보그 바퀴벌레를 만들고, 보다 활동적으로 만들 수 있는 제어 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

연구팀은 사이보그 바퀴벌레가 어둡고 차가운 공간에 장시간 머무는 것을 막기 위해 그들의 뇌에 전기적 자극을 주는 방식으로, 사이보그 바퀴벌레의 활동성을 높였다. 사이보그 바퀴벌레의 활동성이 높아지면 재난 발생 지역에서 수색 및 정찰 업무에 투입할 수 있는 가능성이 높아진다.

오사카대 연구팀은 사이보그 바퀴벌레의 움직임을 최적화하는 것을 목표로 연구를 시작했다. IMU 측정을 통해 사이보그 바퀴벌레의 움직임을 자동으로 감지하는 머신러닝 기반 접근법을 활용했다. 만약 사이보그 바퀴벌레가 어두운 곳이나 차가운 곳에서 멈추거나 장시간 머무르고 있다면 활동성을 높이기 위해 바퀴벌레의 뇌에 전기적인 자극을 가했다.

연구팀은 빈번한 전기적 자극으로 사이보그 바퀴벌레가 심한 피로감을 느끼는 것을 막기 위해 온보드 측정과 인공지능 알고리즘을 활용해 필요할 때만 전기적인 자극이 이뤄지도록 했다.

모리시마 케이스케 교수는 “우리는 로봇을 조종하는 것처럼 사이보그를 조종할 필요가 없다. 사이보그 바퀴벌레는 어느 정도 자율성을 갖고 있으며, 이는 사이보그 바퀴벌레가 민첩한 이동을 하는 데 기본이 된다. 우리는 바퀴벌레가 잘못된 방향으로 걷거나 갑자기 멈출 때 움직이도록 자극하기만 하면 된다”고 말했다.

연구팀은 사이보그 바퀴벌레의 평균 수색률과 이동 거리를 각각 68%와 70%까지 늘렸고 정지 시간을 78%까지 단축됐다고 밝혔다.

앞으로 연구팀은 사이보그 바퀴벌레의 이동 방향을 제어하기 위해 더 정확한 '자극-이동 반응'을 탐구하고 실제 수색 및 구조 시나리오에 적용하도록 하겠다는 계획이다.