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美 카네기멜론대, 1개의 액추에이터로 움직이는 2족 보행 로봇 개발일리노이대 어버나-샴페인 공동 연구
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승인 2023.09.04  17:21:05
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美 카네기멜론대(CMU)와 일리노이대 어버나-샴페인 공동 연구팀이 1개의 액추에이터를 사용해 아주 단순한 2족 보행 로봇을 설계했다고 테크엑스플로어가 1일 보도했다.

로봇 공학자들은 지난 수십년간 2족 보행을 하지만, 동물이나 사람처럼 부드럽게 걸을 수 있는 로봇을 고안하기 위해 애썼다. 이 같은 노력에 일부 성과가 있었지만 여전히 로봇은 로봇처럼 걷는다.

보행 로봇에 대한 연구가 활발해지면서 모터, 유압 장치, 프로세서 등 여러 분야에서 공학적인 차원의 발전이 이뤄졌다. 하지만 이렇게 만들어진 성과물은 매우 복잡하고, 정교하며, 값비싼 경향이 있다. 많은 연구자들은 보다 간단한 방법이 없을까 고민했다.

카네기멜론대와 일리노이대 어버나-샴페인 공동 연구팀은 2족 보행에 필요한 기능을 단순화하는 방법을 찾았다. 연구팀은 1980년대 캐나다 엔지니어인 태드 맥기어(Tad McGeer)의 연구에서 영감을 얻었다. 1980년대 후반 태드 맥기어는 모터, 액추에이터, 컴퓨터가 없는 간단한 2족 보행 로봇을 만들었다. 로봇은 약간 기울어진 평면에서 빠른 걸음으로 보행한다. 연구팀은 태드 맥기어가 균형과 중력을 영리하게 사용해 2족 보행 로봇을 고안했다고 지적했다.

공동 연구팀은 하나의 액추에이터로 평평한 표면 위를 걸을 수 있는 유사한 로봇을 고안했다. 그들의 아이디어는 다리만 연결되어 있는 보행 로봇을 만드는 것이었다. 그 결과 '무가투(Mugatu)'라는 이름의 로봇이 탄생했다. 이 로봇은 두 개의 다리가 있고, 위쪽에서 연결되어 있다. 각각의 다리는 발을 갖고 있지만 무릎은 없다. 모든 부분은 중력을 이용하도록 설계되었다. 또한 다리는 로봇의 무게중심이 항상 각 발의 곡률 중심 아래에 있도록 하는 방식으로 조립되었다. 이것은 로봇이 균형을 잃으면 항상 똑바로 선 자세로 돌아간다는 것을 의미한다.

최종적인 성과는 1개의 액추에이터를 동력원으로 사용하면서, 넘어지지 않고 걸을 수 있도록 모든 부분이 균형을 이룬 로봇이다. 이 설계는 매우 효율적이고 에너지 절약적인 것으로 나타났다.

연구팀은 이번 연구 성과를 출판전 논문 발행 사이트인 ‘아카이브(arXiv)’에 발표했다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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