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美 웨스트버지니아대 연구팀, 정밀 수분 로봇 개발‘아카이브(arXiv)’에 연구 논문 발표
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승인 2024.04.09  15:47:16
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▲ 스틱버그

美웨스트버지니아대학 연구팀이 온실에서 정밀하게 식물의 수분 작업을 도와주는 로봇인 ‘스틱버그’(Stickbug)를 개발했다고 밝혔다. 스틱버그는 온실 내부를 이동하면서 6개의 로봇 팔을 이용해 식물의 수분 작업을 도와준다.

연구팀은 단일 에이전트 시스템(single-agent systems)의 정확성과 군집 병렬화 기술(swarm parallelization)을 결합한 다중 에이전트 정밀 수분 로봇을 설계하고, 관련 연구 논문을 논문 출판전 발행 사이트인 ‘아카이브(arXiv)’에 발표했다.(논문 제목:Design of Stickbug: a Six-Armed Precision Pollination Robot)

연구팀에 따르면 최근 전세계적으로 야생에서 수분 활동을 도와주는 벌 등 수분 매개체가 감소하고 다양성이 줄어들면서 식량 안보에 대한 광범위한 우려가 확산되고 있다. 이에 따라 자연 수분 매개체를 대체할 수 있는 로봇 수분 기술이 대안으로 제시되고 있다. 로봇 수분에 관한 기존 연구는 꽃가루를 분산하거나 분무하는 비정밀 방법이 활용됐다. 이러한 방법은 지상 로봇이나 비행 로봇에 모두 적용되었지만 종종 특정 꽃 유형을 수분할 수 없다는 한계가 있었다.

또한 정밀 수분 로봇은 자연 수분 매개체의 개체 수 감소의 영향을 상쇄하기 위해 자주 제안되었지만, 필요한 병렬화 및 확장성이 부족한 경우가 많았다.

▲ 스틱버그의 구성
▲ 스틱버그가 꽃을 인식하는 모습

이번에 설계한 스틱버그는 6개의 로봇 팔과 이동용 베이스가 개별 에이전트 역할을 수행함으로써 계획의 복잡성을 크게 줄였다. 스틱버그는 ‘홀로노믹 키위’(holonomic kiwi) 드라이브를 사용해 좁은 온실 내부를 탐색 및 이동할 수 있으며, 다수의 3D 프린팅 기술로 제작된 매니퓰레이터를 꽃의 위치에 따라 조절할 수 있다. 꽃의 종류를 식별할 수 있는 감지 모델과 분류기를 탑재하고 있으며, 접촉 방식으로 수분을 도와주는 펠트(felt, 모직이나 털을 압축해서 만든 부드럽고 두꺼운 천) 엔드 이펙터를 장착하고 있다.

연구팀이 스틱버그의 수분 정확도를 검증한 결과 분당 1.5개 이상의 수분을 시도했으며 50%의 성공률을 보인 것으로 나타났다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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