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미 카네기멜론대, 차세대 자율탐사로봇 개발‘사이언스 로보틱스’에 연구 논문 발표
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승인 2023.07.21  14:55:47
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▲ CMU 로봇연구소가 개발한 자율탐사로봇(사진=CMU)

미국 카네기멜론대(CMU) 연구팀이 차세대 자율탐사로봇을 개발했다고 19일(현지 시각) 밝혔다.

CMU 로봇연구소(RI) 자율탐사연구팀(Autonomous Exploration Research Team)은 로봇이 미지의 환경에서 가장 어두운 곳을 탐사하고, 상세 지도를 정확히 만들 수 있는 로봇 시스템과 계획수립소프트웨어를 개발했다고 밝혔다. 이 시스템은 로봇이 자율적으로 탐사와 관련한 모든 것을 할 수 있도록 지원한다. 사람의 개입 없이도 스스로 길을 찾고, 지도를 생성한다.

CMU 로봇연구소(RI) 지 장(Ji Zhang) 시스템 과학자는 “로봇이 실시간으로 지도를 구축하고, 탐색하면서 다음에 어디로 가야하는지를 파악한다. 당신은 지도에서 모든 것을 볼 수 있으며 그 공간에 발을 들여놓을 필요가 없다. 로봇들이 환경을 탐색하고, 지도를 만들도록 내버려 두라”고 말했다.

연구팀은 3년 이상 자율탐사시스템을 연구해 왔다. 그들은 지하광산, 주차장, 코혼대학 센터, CMU 캠퍼스 등에서 로봇 탐사 작업을 수행하면서 지도를 생성했다. 이 시스템의 컴퓨터와 센서는 거의 모든 로봇 플랫폼에 부착되어 로봇을 현대적인 탐험가로 변신시킨다. 연구팀은 개조된 전동 휠체어와 드론을 활용해 테스트를 진행했다.

자율탐사로봇은 3가지 모드로 탐사 활동을 벌일 수 있다. 첫번째 모드에선 로봇의 자율시스템이 벽, 천장 또는 다른 물체와 로봇이 충돌하지 않도록 지원한다. 이 모드에선 사람이 로봇의 동작과 방향을 제어한다. 두번째 모드에선 사람이 지도에서 특정한 점을 선택하면 로봇이 해당 점으로 이동한다. 세 번째 모드는 순수한 탐사 활동을 하는 것이다. 로봇이 스스로 출발해 전체 공간을 조사하고 지도를 생성한다.

CMU 로봇연구소 하위 초셋(Howie Choset) 교수는 “이 로봇은 배달에서 수색 구조에 이르기까지 많은 응용 분야에 적용할 수 있는 매우 유연한 시스템”이라고 말했다.

연구팀은 3D 스캐닝 라이다 센서, 전방 카메라, 관성측정장치(IMU)를 탐사 알고리즘과 결합했다. 그 결과 시스템은 이전 접근 방식보다 훨씬 효율적이어서 알고리즘 실행 시간을 절반으로 줄여주고, 보다 완전한 지도를 생성해준다. 이 시스템은 동굴, 터널, 버려진 구조물과 같이 통신이 취약하고 위험한 환경에서 원활하게 작동한다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 연구 논문을 전문 저널인 ‘사이언스 로보틱스’에 게재했다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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