일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2020.11.16

4족 보행 로봇 ‘스팟’의 분석 프로젝트
노란색 ‘쿠로(만화 ‘사이보그 쿠로짱’의 주인공)’가 왔다

미국 보스턴다이내믹스(Boston Dynamics)가 개발한 4족 보행 로봇 ‘스팟(Spot)’. 닛케이크로스테크(Nikkei X-TECH) 편집부는 스팟을 철저히 연구하는 프로젝트를 시작했다. 앞으로 외부의 협력을 받아 스팟의 편의성, 용도, 성능 등을 조사해 나갈 예정이다. 여기서는 미국에서 도착한 스팟을 개봉해 처음으로 움직이게 하기까지의 과정을 보고한다.

“우와, 움직인다”.
개형 로봇이 갑자기 몸을 일으키자 닛케이크로스테크 편집부에 모인 사람들 사이에서 놀라움의 탄성이 터져 나왔다. 그들이 보고 있는 것은 미국 보스턴다이내믹스가 개발한 4족 보행 로봇 ‘스팟’이다. 스팟이 기계음과 함께 걷기 시작하자 사람들은 무의식적으로 뒤로 물러섰다. “동물과 같은 움직임이다”라고 한 기자는 말했다.

스팟은 크기 1,100 x 500 x 840mm, 무게 32.5kg의 4족 보행 로봇이다. 30cm 단 차를 오르내리거나, 경사 30도의 지형에서도 이동이 가능하다. 넘어진 상태에서 자력으로 일어서는 등 높은 운동 성능을 가지고 있다. 올해 7월에는 스팟 20대가 프로야구팀 응원 댄스를 선보여 화제가 되기도 했다.

스팟은 컨트롤러를 이용해 원격 조종이 가능하다. 무엇보다 가장 큰 특징은 자율보행으로, LiDAR(Light Detection and Ranging)와 360도 카메라가 탑재되어 있어 루트를 설정하면 경비나 점검 업무 등을 자동으로 수행할 수 있다. 최대 적재량은 14kg. 등 부분에 설치되어있는 주변 기기 장착용 레일에 주변 기기를 장착하면 복잡한 작업도 시킬 수 있다. 예를 들어 로봇 팔을 장착하면 도어 개폐와 물건의 픽업 등이 가능하다.

-- 드디어 스팟이 도착했다 --
‘스팟이 도착했습니다’. 10월 30일, 스팟 확보를 담당한 멤버로부터 편집부의 온라인 회의 툴 ‘Microsoft Teams’에 보고가 들어오자, 편집부 직원들은 기다렸다는 듯이 닛케이 BP 본사에 모였다. 스팟은 7만 4,500달러(약 780만엔)로 일반 판매되고 있지만, 미국 등 일부 지역에만 한정적으로 구입이 가능하다. 이 때문에 이번 건은 편집부 대부분의 직원들에겐 처음 실물을 볼 수 있는 좋은 기회였다.

편집부가 확보한 것은 스팟 본체와 함께 옵션 툴인 추가 컴퓨터 ‘EDGE CPU’, LiDAR 모듈 ‘LiDAR’, 360도 카메라 ‘AWARENESS’이다. 미국에서 높이 약 100cm 정도의 대형 케이스 1개와 이보다 작은 케이스 2개, 종이박스 2개가 도착했다. 우리는 바로 대형 케이스부터 차례대로 개봉해보았다.

대형 케이스에 들어 있는 것은 역시 스팟 본체였다. 무게가 약 30kg이다 보니 꺼내는데 어른 2명이 나서 들어올려야 했다.

케이스에 함께 들어있는 컨트롤러는 터치패널 디스플레이를 구비, 게임 패드를 방불케 하는 디자인이었다. 터치 패널뿐만 아니라 복수의 버튼과 조이스틱으로 조종이 가능하다. 표시 언어는 일본어 대응이 가능했다.

소형 케이스 2개 중 하나에는 스팟 전용 리튬이온 2차전지팩(예비를 포함해 2개)과 전용 급전기가 들어있었다. 배터리의 크기는 324 x 168 x 93mm, 무게는 4.2kg, 정격 용량은 605Wh이다. 스팟의 복부에 장착되어 있으며 풀 충전일 경우, 평균 90분 간 가동이 가능하다(페이로드가 없을 경우).

리튬이온 2차전지를 충전할 때 필요한 것이 전용 급전기이다. 급전기가 가정용 콘센트의 교류 100~240V를 직류 35~58.6V로 변환해 충전한다. 스팟이 도착했을 때에는 배터리 용량이 10% 정도였기 때문에 우선 충전을 먼저 해야 했다.

또 하나의 소형 케이스에 들어 있는 것은 스팟의 등 쪽에 장착하는 360도 카메라다. 떨어진 위치에서 원격 조종하는 경우 등에 이용된다. 판매 가격은 2만 1,800달러(약 225만엔, 11월 시점)이다.

360도 카메라의 크기는 334 x 203 x 130mm, 무게는 3.1kg이다. 소니가 개발한 CMOS이미지센서 ‘IMX290’이 탑재되어 있다. 카메라로 촬영 가능한 파노라마 영상은 약 4,600만 화소. 스팟을 점검 업무에 이용하는 경우에는 정해진 지점에서 자동으로 촬영하는 등의 프로그램을 짜 넣을 수 있다.

큰 종이상자 안에는 LiDAR센서와 외장형 CPU가 들어있었다 모두 별도로 구입할 필요가 있으며 판매 가격은 세트로 1만 8,450달러(약 190만엔)이다.

LiDAR센서는 자율주행을 지원하는 것으로 3차원 지도 제작이 가능하다. 탑재된 것은 미국의 벨로다인 라이다(Velodyne LiDAR)의 LiDAR센서 ‘VLP-16’이다. 크기는 190mm x 162mm, 무게는 3.6kg이다. 스팟에 표준 탑재된 카메라의 유효 범위는 4m이지만, LiDAR센서가 탑재됨에 따라 최대 100m의 지도를 제작할 수 있다.

외장형 CPU는 RAM 16GB로, 인텔의 제 8세대 Core i5가 채택되었다. 크기는 250 x 190 x 84mm, 무게는 2kg이다. 스팟에 탑재하면 자율보행 시 프로그램을 외장형 CPU 내에서 실행할 수 있기 때문에 통신 지연을 줄일 수 있다.

마지막 종이박스(내용물은 좌표의 자동 조정용 패널)를 끝으로 모든 개봉이 끝났다. 리튬이온 2차전지와 컨트롤러의 충전이 완료된 후에 드디어 스팟을 가동시켜 보았다.

스팟의 주요 전원을 켜고 컨트롤러를 조종하자 스팟이 움직이기 시작했다. 와이파이 엑셀포인트(2.4Ghz)에 스폿의 컨트롤러를 접속. 컨트롤러 화면에 있는 ‘전원’ 버튼을 터치하자 조종이 가능해졌다.

스팟에는 ‘보행’ ’크롤’ ‘계단’ ‘기립’ 등의 동작 모드가 있으며 터치 패널로 전환할 수 있다. 물리적 버튼도 각각 마련되어 있다. B버튼을 누르자 ‘기립’ 모드로 전환되어 스팟이 민첩하게 일어섰다.

그 다음 ‘보행’ 모드로 전환해 좌우 조이스틱을 조작하자 스팟이 걷기 시작했다. 스팟의 최대 보행 속도는 초속 1.6m로, 컨트롤러 조작으로 속도 조정이 가능하다. 내장된 센서가 장애물을 검지하기 때문에 눈 앞에 사람이 있을 경우 피해서 통과한다. 센서는 어두운 공간에서도 기능을 했다.

‘계단’ 모드에서는 30cm까지의 단 차를 오르고 내릴 수 있다. 4방향에 센서가 탑재되어 있어 뒤 또는 옆으로도 계단을 자유자재로 오르내릴 수 있다.

스팟은 가령 넘어졌다고 해도 컨트롤러 조종만으로 다시 일어설 수 있다. 자율보행 시에는 프로그램을 통해 자동으로 복귀하는 것도 가능하다. 스팟은 잘 넘어지지 않도록 설계되어 있다. 직접 스팟의 측면을 발로 차보았지만 정교하게 다리를 움직여 균형을 잡아 넘어지지 않았다.

-- 과제는 배터리 지속 시간 --
스팟의 조종은 간단하며 기본적으로는 무선조종 자동차와 동일하다. 이 때문에 모든 동작들을 원활하게 시험할 수 있었다. 굳이 단점을 찾는다고 한다면 가동 시간이 짧다는 것이다. 리튬이온 2차전지의 평균 가동 시간은 90분으로, 복잡한 업무를 수행하기에는 충분하다고 말할 수 없다.

특히 LiDAR센서 등을 탑재해 자율보행을 하는 경우, 업무 도중에 배터리가 다 소진될 가능성도 있다. 하지만 2021년에 발매될 예정인 ‘Spot Enterprise’(Spot의 법인용 모델)에는 자동으로 충전하는 기능이 있다고 알려져 있어 이 과제는 어느 정도 해결될 것으로 보인다.

편집부에 찾아온 이 스팟의 애칭은 몸이 노란색이지만 ‘쿠로(黒)’이다. 그 유래는 여러분이 생각하는 그대로이다. (만화 ‘사이보그 쿠로짱’ 주인공인 검은 고양이의 이름을 딴 것).

 -- 끝 --

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