애들레이드 대학교, 호주 동굴 스캔을 위한 거미 로봇 개발

2021년 11월 4일, 오전 9:00

호주 남부 남동쪽에는 나라코르트 동굴이 있습니다. 이 국립공원은 유네스코 세계유산에 등재되어 있으며, 종유석, 석순, 선사시대 화석으로 알려져 있습니다. 최근 애들레이드 대학교 학생들이 이곳의 3D 스캔을 수행하기 위해 로봇을 만들었습니다.

CaveX 프로젝트에서 팀은 최종 설계를 확정하기 전에 모델을 15가지 변형으로 만들었습니다. 학생들은 바퀴나 궤도가 있는 장치가 동굴 표면을 손상시킬까 우려해 여섯 다리로 걷는 로봇을 선택했습니다. 이 설계 덕분에 로봇은 다양한 걸음걸이로 험한 지형을 이동할 수 있습니다.

3D 스캔 자체에 관해서는, 이 동굴에서 새로운 발견으로 이어지기를 기대하고 있습니다.

“우리는 새로운 입구를 찾기 위해 동굴 표면을 탐사하고 있으며, 이를 통해 새로운 화석 매장층을 발견하기를 바랍니다. 이는 이곳에 있는 화석 매장지에 대한 지식을 넓히는 데 도움이 될 것입니다”
크레이그 윌리엄스프로젝트에 참여한 대학원생

프로젝트를 맡은 팀은 새로운 세대의 공학 학생들이 로봇 작업을 이어가기를 바랍니다. 앞으로 그들은 로봇이 인공지능과 컴퓨터 비전 같은 기술을 활용해 성능을 개선하는 모습을 보고 싶어 합니다.

윌리엄스는 ABC Australia에 모델을 만드는 동안 몇 가지 문제에 부딪혔다고 전했습니다. 예를 들어 통로가 낮아서 동굴 깊은 곳으로 스캐너를 가져갈 수 없었습니다. 이로 인해 스캔 데이터에 공백이 생겼고, 이에 대학원생은 공학부에 도움을 요청했습니다.

학생 매튜 킹은 다른 학생들이 어떻게 참여했는지 이렇게 설명했습니다. "우리는 프로젝트를 기대하며 함께 잘 일할 수 있을 것이라 생각한 뜻이 맞는 사람들로 팀을 꾸렸고, 그들이 CaveX 프로젝트의 다섯 명이 되었습니다". 또 다른 학생 헤이든 리는 로봇을 만들기 위한 아이디어가 많았지만 동굴과 고대 화석이 매우 취약해 이를 보류해야 했다고 말했습니다.

해결책은 곤충과 다른 생물이 이동할 때 사용하는 다리를 가져와 설계에 통합하는 것이었습니다. CaveX 팀은 주말 내내 동굴에서 로봇을 시험했습니다. 참여자들은 프로젝트가 여기까지 온 것에 만족하고 있습니다. 이 장치는 울퉁불퉁한 지형을 다양한 걸음걸이로 걸을 수 있었고, 주변 영역을 지도로 만들어 여러 스캔을 이어 붙여 하나의 전체 그림을 만들었습니다.

“이 초기 스냅샷은 꽤 괜찮아 보입니다. 제가 데이터를 얻지 못했던 일부 영역을 이제 확보하고 있다는 것을 보여줍니다”
크레이그 윌리엄스프로젝트에 참여한 대학원생

CaveX 팀은 이 동굴이 어떻게 형성되었는지, 그리고 화석 매장층과 관련 화석들이 어떻게 쌓였는지 이해하려 하고 있습니다. 앞으로의 지도 제작 임무에서 엔지니어들은 장애물과의 충돌을 피하기 위해 특정 물체를 식별하는 카메라를 추가하고 싶어 합니다. 또한 어떤 중요한 영역을 피해야 하고 특정 구조물이 무엇으로 이루어져 있는지 이해하는 것은 과정 자체에도 중요합니다.

“저에게 이것은 6년간의 공부와 9개월간의 공동 작업이 정점에 이른 순간입니다! 우리는 고생물학자 리즈 리드 박사, 그리고 크레이그 윌리엄스와 함께 세계유산 '나라코르트 동굴'에서 이 문제를 완전히 해결하기 위해 일했습니다”
매튜 킹CaveX 팀 학생

나라코르트 동굴은 남호주주 나라코르트 마을 인근의 국립공원입니다. 6제곱킬로미터 면적에 26개의 동굴이 있으며, 이 동굴들의 총 면적은 3.05제곱킬로미터입니다. 이 공원은 잘 보존된 많은 동물 화석, 특히 호주 메가파우나의 여러 종으로 유명하며, 1994년 유네스코 세계유산 목록에 등재되었습니다.

나라코르트와 리브슬리 공원은 중요한 화석 매장지 상위 10곳에 속하며, 호주 고유 동물상의 주요 진화 단계를 잘 보여줍니다. 나라코르트 동굴 연구의 목표는 동굴의 자연적, 문화적 가치에 대한 지식과 이해를 넓히는 것입니다. 이는 동굴과 화석의 보존에 관한 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.

이 연구를 통해 세계유산에 등재된 화석 퇴적층의 가치를 더 잘 이해할 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다: