일본산업뉴스요약

로봇에게 뇌는 필요한가?
무의식 보행의 수수께끼에 다가간다

인간과 개, 고양이, 곤충이라는 생명체는 왜 자유자재로 걷고 달리는 걸 까. 이런 의문에 답하기 위해 로봇 공학과 생물학의 두 측면에서 연구가 추진되고 있다. 생물의 대부분은 걸을 때에 한 발 한 발을 의식하지 않는다. 무의식으로 부드럽게 다리를 움직인다. 한편 로봇은 한 발 한 발 프로그램을 쓸 필요가 있었다. 프로그램을 단순화하여 로봇의 신체를 분산적으로 배치하면 무의식 보행의 정체를 밝혀낼 수 있을지도 모른다.

-- 집중 VS 분산 --
“뇌와 같이 집중 제어해야 하나, 심플한 제어 측에서 자유분산 처리해야 하나 답은 아직 없다.”라고 도호쿠대학 이시구로(石黒) 교수는 설명한다. 이시구로 교수는 네 발 로봇과 분산처리로 보행의 수수께끼를 밝히려 하고 있다. 로봇의 다리에 심플한 프로그램을 넣고 연동시켜 걸음, 빠른 걸음, 느린 구보, 구보로 이동 속도에 맞춘 발걸음을 자연스럽게 만드는 데에 성공했다. 보행에서 주행까지 대응해 이시구로 교수는 “네 발 동물의 대부분의 발걸음을 재현한 세계 첫 모델이다.”며 자신감을 보인다.

이에 더해 치타와 같이 다리와 동체를 연동시키는 제어를 개발했다. 다리에 연동하여 동체를 구부리고 늘리며 30% 정도 속도를 높였다. “미래에는 장애물 및 비포장 도로의 주파에 다리와 동체와의 연동이 필요하다.”고 한다.

네 발 로봇은 각 다리의 자율 분산 처리로 발걸음을 실현한다. 동물의 뇌처럼 집중 제어를 하지 않아도 충분할지도 모른다. 이에 반해 곤충은 머리와 가슴, 복부의 신경근이 제어한다. 보행 및 비행은 흉부 신경근이 담당하여 운동 패턴을 만든다.

이걸 본 홋카이도대학의 나미하나(波花) 연구원은 귀뚜라미는 머리가 없어도 뛰고 날개 짓을 한다. 단 머리가 없으면 발걸음 패턴은 불안정해졌다. 나미하나 연구원은 “발걸음의 패턴에 뇌가 관계하고 있을 가능성이 있다.”고 지적한다. 생물은 집중제어와 분산처리의 조합으로 움직이고 있는 것 같다.

다만 배설 후에 조금 뒤로 물러나 힘을 주고 배설 후에 앞으로 나간다고 하는 일련의 동작은 머리의 유무에 관계 없이 일정했다. 보행보다도 복잡할 것 같은 배설에는 머리로부터의 제어는 필요 없었다. 수수께끼는 깊어진다.

-- 최소한의 제어 --
나미하나 연구원은 “생물의 어디에 지능이 있는지 생물학과 로봇 공학의 두 가지 관점에서 알아 볼 필요가 있다.”고 한다. 향후 머리가 없는 귀뚜라미의 움직임은 수식화되어 프로그램으로써 다각 로봇에 탑재된다. 로봇에서 주행성능을 검증해 필요 최소한의 제어를 구하고 싶다는 생각이다. 생물의 무의식 보행에서 자유자재로 비포장 도로를 주파하는 로봇이 탄생할지도 모른다.

-- 끝 --