일본산업뉴스요약

다리가 떨어져도 계속 움직이는 로봇
고장을 전제로 기능 설계

다리가 떨어져도 부서져도 결코 멈추지 않고 계속 움직인다. 그런 로봇의 개발이 진행된다. 재해현장과 우주에서는 어떤 문제가 생길지 모른다. 인간이 수리를 할 수 없는 환경에서 계속 작동할 수 있게 하기 위해서는 고장을 전제로 기능을 설계할 필요가 있다. 그래서 다리를 잃어도 계속 움직일 수 있는 곤충과 불가사리의 움직임에 주목했다. 제어 알고리즘으로 로봇에 장착하여 다리를 잃어버려도 걸음을 멈추지 않는 로봇이 탄생하고 있다.

-- 남아 있는 다리로 --
미국 디즈니의 연구부문인 디즈니 리서치 피츠버그의 김주현 연구원과 야마네(山根) 수석연구원은, 다리를 비틀어 떼어내도 남은 다리로 계속 걸을 수 있는 다각 로봇 ‘스냅봇(Snapbot)’을 개발했다. 스냅봇은 육각형의 본체에 최대로 6개의 다리를 부착할 수 있다. 다리는 2관절 타입과 3관절 타입의 3종류를 준비했다. 보행 중에 다리를 바꾸어 달아도 계속 걸어간다.

스냅봇은 다리의 종류와 배치의 조합이 약 700개 존재한다. 0.1초 마다 다리 구성을 확인하여 각 다리의 움직임을 수정한다. 4개 이상의 다리가 대칭으로 배치되어 있다면 본체를 들어올려 보행하고, 다리 한 개라면 본체를 끌고 가며 움직인다. 실시간으로 움직임을 수정하기 때문에 보행 중에 다리를 떨어트리는 등의 방해를 하여도 계속 나아간다.

향후 카메라 등의 센서를 탑재하여 인공지능(AI) 기술로 학습시켜 이동 알고리즘을 습득시킨다.

-- 거미불가사리 --
한편 도호쿠대학의 이시구로(石黒) 교수와 가노(加納) 교수는 거미불가사리의 움직임을 로봇에 응용했다. 5개의 다리가 각각 자율 분산적으로 구동할 수 있다.

우선 다리를 무작위로 움직여 진행방향으로의 반동력을 느꼈을 때에 지면을 박차듯이 움직인다. 반대 방향의 반동력을 감지하면 아무것도 하지 않는다. 간단한 제어 방식이지만 이것을 반복하는 것으로 앞으로 나아간다.

이시구로 교수는 “각각의 다리의 상황과 다리의 구성을 파악하지 않아도 된다. 간단하기 때문에 바로 적응할 수 있다.”고 강조한다. 반동력의 방향을 감지하는 역감각 센서는 다리의 근원에 있기 때문에, 다리 끝이 부서져도 구동한다. 실제로 보행 중에 다리를 부서트려도 계속 나아가는 것을 확인했다.

-- 중앙제어 어려워 --
로봇이 복잡해져 자유도가 증가하는 등, 센서와 액츄에이터가 증가해 중앙제어가 어려워지고 있다. 때문에 각각의 부품이 자율 분산적으로 움직여 전체로 기능하는 것이 요구되어간다. 이러한 지식은 말과 같은 4족 보행 로봇에 응용할 예정이다. 다리에 더해 몸통과 꼬리, 목 등을 포함한 전신 운동으로 전개해나간다. 신체의 일부가 없어도 계속 작동할 수 있는 로봇의 실현을 위해 매진한다.

-- 끝 --