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계정을 잊어버리셨나요?

by 모두의 과학 Jul 26. 2016

별난 로봇, 별난 재주꾼

특이한 형태로 특별한 기능을 구현한 최첨단 로봇 이야기

로봇하면 어떤 형태가 떠오르시나요?

영화 스타워즈에서 본 R2D2? 한국 로봇 애니메이션의 대표작인 로보트태권V?

아주 현실적인 분은 산업현장에서 제품 생산에 이용되고 있는 산업용 로봇 팔을 생각하실 수 있는데요,

현재 전 세계에서는 다양한 로봇이 개발 중인데 개발 목적에 따라 전혀 다른 형태의 로봇을 만들어 내고 있습니다.

가축, 곤충, 뱀 등을 닮은 로봇이 있는가 하면,

움직일 것 같지 않은 벽돌, 큐브 형태의 로봇들도 있습니다.

그래서 좀 독특한 형태를 지닌 로봇들의 흥미로운 재능을 소개하고자 합니다.

KAIRO #탐지용 스네이크 로봇

https://www.fzi.de/en/research/projekt-details/kairo/

로봇 분야 중에는 스네이크 로봇 (Snakebot 또는 Snake robot)이라고 해서 생명체인 뱀의 형태를 모방한 로봇이 있습니다. 스네이크 로봇들의 공통적인 특징은 뱀처럼 여러 관절로 연결되어 있어 관절이 마디마디 움직이며 좁은 공간을 잘 통과해내는 능력이 있다는 것입니다.

하지만, 많은 스네이크 로봇들이 평지이거나 완만한 언덕은 오를 수 있으나 가파른 곳이나 계단은 쉽게 오르지 못하였는데, KAIRO라는 스네이크 로봇은 계단도 거뜬히 오를 수 있는 스네이크 로봇입니다.

KAIRO는 독일의 FZI라는 연구소에서 개발하였는데 사람이 안전상의 이유로 다가가기 어려운 곳에 접근하여 순시를 돌면서 위험요소, 보수 사항을 탐지하도록 만들어졌습니다. 따라서 폭발물 탐지, 구조현장에서의 인명탐지 등이 가능합니다.

영상을 보시면 KAIRO가 예측하지 못한 공간에서 계단을 만났을때 고개를 들어 3D로 전체 공간을 인식, 분석하고 나서 오르기 위한 동력을 사용하는 것을 볼 수 있습니다.

https://www.youtube.com/watch?v=hcp8jPEht8o

SeaSwarm #꼬리로 기름을 빨아들이는 로봇

http://senseable.mit.edu/seaswarm/ss_prototype.html

스왐 로봇 (swarm robor)은 swarm (의미: 무리, 벌떼)이라는 영어 단어에서 힌트를 얻으셨듯이

여러마리가 떼지어 움직이는 벌떼처럼 여러대의 작은 로봇이 상호 통신을 하면서 공통의 문제를 해결하는 로봇을 지칭하는 용어입니다.

MIT대학의 SeaSwarm도 스왐 로봇의 일종으로 여러 대가 협업을 하여 작업을 하도록 개발되었습니다.

SeaSwarm이 해결하려는 문제는 바다의 기름 유출 문제입니다. 바다에 기름이 유출되면 기름이 파도를 타고 사방으로 퍼지게 됩니다. 분산되어 퍼지는 기름을 효과적으로 걸러내기 위해서 SeaSwarm이 개발된 것입니다. SeaSwarm은 여러 대 동시에 바다에서 작업을 하면서 상호 통신을 통해 유출된 기름이 있는 곳을 탐지하고 작업을 수행합니다.

박스형의 몸통과 컨베이어 벨트같은 꼬리 구조로 만들어지는 Swarm은 몸통에 부착된 태양광판으로 지속적으로 전기를 만들어내기에 장시간 바다에서 작업을 수행하기에 무리가 없습니다. 컨베이어 벨트 같은 꼬리는 나노소재 판들이 기름을 유착시키는 작업을 수행하도록 고안되었고 더불어 긴 꼬리가 수면에 밀착되어 험한 날씨에도 뒤집히지 않고 작업할 수 있는 장점이 있습니다.

https://www.youtube.com/watch?v=KlHapZoIXqg

JANKEN #가위바위보의 귀재

http://www.k2.t.u-tokyo.ac.jp/fusion/Janken/index-e.html

'잔껜'이라는 말은 일본어로 '가위바위보'를 의미합니다.

그럼, 로봇 JANKEN의 능력을 아시겠지요? 네, 가위바위보를 잘 하는 로봇입니다.

일본 동경대학 연구팀이 만든 로봇 JANKEN은 가위바위보에서 승률 100%를 자랑합니다.

JANKEN은 운이 좋은 로봇이 아니라 눈치가 매우 빠른 로봇이어서 사람들이 가위바위보를 위해서 근육을 움직이기 시작하는 매우 짧은 순간에 근육의 움직임을 탐지하고 예측하여 이길 수 있는 패를 내놓는 것입니다.

가위바위보를 하는 사람의 손을 인식하기 위해서는 고속 시각 탐지 기능이 필요한데 1백분의 1초 단위로 탐지를 하여 손가락을 움직입니다. 백분의 1초라는 것이 인간이 인식하기 어려운 시간이기 때문에 가위바위보를 하는 동안 상대방은 JANKEN이 수를 읽고 게임을 하는 것이 아니라 가위바위보를 동시에 내고 있다고 느낀다고 하네요.

실제로 보시는 것이 좋겠죠? 영상을 통해서 얼마나 빠른 속도로 가위바위보가 진행되는지 보세요. JANKEN이 이기고 있다는 것을 확인하기도 어렵게 빠르게 게임이 진행됩니다.

https://www.youtube.com/watch?v=ZVNnoOcohaU

M-Blocks #모였다 헤쳐를 마음대로 하는 큐브 로봇

https://www.youtube.com/watch?v=6aZbJS6LZbs

알록달록한 색깔로 손에 들기 좋은 크기의 큐브...

이러한 모습 때문에 M-Blocks은 어린이 장난감 같습니다.

하지만 MIT대학에서 개발한 M-Blocks은 엄연한 최첨단 모듈 로봇입니다.

M-Blocks을 보면서 생기는 가장 큰 의문은 M-Blocks이 하나하나 개별로 움직이는데

큐브 모양의 표면에는 동력을 전달하여 움직임을 발생시킬 그 어떤 것도 없다는 것입니다.

움직이는 다른 로봇에서 흔히 볼 수 있는 팔, 다리, 관절, 바퀴 등이 M-Blocks에게는 없습니다.

그럼에도 M-Blocks 하나 하나는 움직이고 때때로 점프하고 서로 붙었다가 떨어졌다를 자유롭게 합니다.

M-Blocks을 움직이는 것은 M-Blocks 큐브 안에 숨어있습니다.

속도 조절이 가능한 바퀴인 플라이휠 (flywheel)이 들어있어 로봇 내부에서 움직임에 필요한 동력제어를 합니다. 내부의 플라이휠이 고속으로 돌아가다가 급정지를 하면 내부에서 반동이 생겨 결국 큐브가 점프를 합니다.또한 M-Blocks끼리 서로 붙고 떨어지는 동작은 내부에 설치된 영구 자석에 의해 제어됩니다.

그럼 과연 M-Blocks의 목적은 무엇일까요? 지금은 아직 개발단계이지만 궁극의 M-Blocks는 명령에 의해서 의자가 되기도 하고 사다리가 되는 등 블록들이 자율적으로 형태를 만들어내는 진정한 트랜스포머 로봇입니다.

https://www.youtube.com/watch?v=6aZbJS6LZbs

HyQ #만능 네다리 로봇

http://old.iit.it/en/advr-dls-research/dls-robot-design-and-development.html

이탈리아 IIT 연구소에서 개발한 HyQ는 다용도로 사용 가능한 네발 로봇으로 기획되었습니다.

HyQ는 네발로 걷고, 달리고 점프가 가능한데 평지뿐만 아니라 건물 붕괴 현장 같이 건축자재가 산재된 곳도 걸을 수 있고 불규칙하게 놓인 징검다리도 스스로 판단하여 걸을 수 있습니다.

2008년부터 개발이 진행되어 지속적으로 개선되고 있는 HyQ의 능력을 영상으로 확인해보세요.

영상에 보시면 걷고 있다가 장애물에 부딪혀도 흔들림 없이 걷는 등 엄청 다양한 실험 환경에서도 HyQ가 꿋꿋이 잘 걷는 모습을 확인하실 수 있습니다.

https://www.youtube.com/watch?v=ENHvCGrnr2g

RHex #어떤 상황에서도 진격하는 육각류 로봇

RHex는 발이 여섯개이어서 때때로 곤충처럼 보이기도 하고, 걷고 움직이는 모습이 귀여워서 강아지처럼 보이기도 합니다.

모습은 귀엽지만 RHex는 군사적 목적으로 개발된 로봇으로 어떤 악조건에서도 투입되어 임무를 완수하도록 개발되었습니다.

RHex는 초기에는 펜실베니아 대학에서 개발되어 현재는 미군의 지원금을 받고 Boston Dynamics 회사에서 개발하고 있는 로봇입니다. 참고로 Boston Dynamics는 얼마전에 구글에서 인수하였습니다.

RHex의 가장 큰 특징은 악조건의 환경도 통과할 수 있는 능력이 있다는 점입니다.

계단 오르기는 당연히 가능하며 암반 같이 미끄러운 표면부터 진흙탕, 모래더미도 쉽게 통과합니다.

발이 엉키기 쉬운 철도도 잘 걸을 수 있고 늪도 통과해낸다고 합니다.

또한 로봇 몸체가 견고히 내부를 보고하고 있어 폭우 속에서도 작전을 수행가능하며

로봇 작동에 어려움을 줄 수 있는 소금물, 기름을 뒤집어 써도 문제 없다고 합니다.

군사 작전용으로 개발되어 휴대성도 좋아서 군인 한명이 휴대가능하며 한번 충전하면 6시간 작동가능합니다. RC카처럼 사람에 의해서 조정되는데 700미터 반경까지 조정가능하고 RHex의 앞면과 뒷면에 비디오 카메라가 부착되어 있어 현상태를 전송한다고 합니다.

RHex의 매력은 탄성이 높은 다리인데 다리에 탄성이 높아 점프도 가능하고 뒤집기도 가능합니다.

마치 강아지처럼 달리기도 하고 메뚜기처럼 폴짝 뛰다가 벽에 매달리기도 하는 RHex의 매력을 영상으로 꼭 확인하세요~!