콜로라도주립대, 코끼리 코를 닮은 로봇 개발…휘고 잡고 서로 연결

콜로라도주립대 연구진이 코끼리 코를 본뜬, 휘어지는 관 형태 로봇을 개발했다. Interesting Engineering 보도에 따르면 이 기계들은 물체를 집고 서로 붙을 수 있다. 연구팀은 이런 로봇 무리가 언젠가 우주 탐사와 기타 복잡한 작업을 도울 수 있다고 밝혔다.

이 로봇은 ‘텐세그리티’라고 불리는 설계를 바탕으로 만들어졌다. 텐세그리티 구조에서는 고정 관절 대신 팽팽하게 당겨진 케이블망이 단단한 막대를 제자리에 붙잡아 준다. 이를 통해 몸체는 구부러지고 늘어나고 접히며 모양이 바뀌면서도 구조를 유지할 수 있다고 연구진은 말했다.

이 시스템은 코끼리 코처럼 작동해 물체를 잡는다. 사진: Interesting Engineering

양 끝의 집게발

관 모양 로봇은 양쪽 끝에 각각 기계식 집게발이 달려 있다. 집게발로 물체를 집거나 다른 로봇에 고정할 수 있다. 기존 로봇 팔이 고정 관절에 의존하는 것과 달리, 이 로봇은 몸체를 연속적으로 변형할 수 있다.

보고서에 따르면 이 기계식 결합 방식은 자석 연결을 쓰지 않아, 여러 기기가 이어질 때 정렬 문제를 줄이는 데 도움이 된다. 연결된 로봇은 사슬, 고리, 가지 형태의 구조를 이룰 수 있으며, 각 구조는 서로 다른 움직임과 조작에 맞는다.

연구팀의 목표는 소프트 로봇의 유연성과 모듈형 시스템의 자가 재배열 능력을 결합하는 것이다. 보고서는 기존 모듈형 로봇이 대개 단단한 부품을 쓰기 때문에 환경과 작업에 적응하는 능력이 제한된다고 전했다.

시험과 한계

연구팀은 개별 유닛이 물체를 다루고 스스로 움직일 수 있었다고 밝혔다. 연결된 무리는 움직임을 맞춰 물건을 옮겼다. 로봇은 또 다중 모드 이동도 보여줬다. 다양한 환경을 건너기 위해 서로 다른 이동 전략을 사용한다는 뜻이다. 아울러 이동과 조작을 결합한 ‘로코 매니퓰레이션’도 시연했다. 움직이면서 물체를 다루는 기능을 말한다.

시험은 실험실과 자연 지형을 포함한 실제 환경에서 이뤄졌다. 연구진은 모터 선택이 공학적 과제 중 하나였다고 말했다. 액추에이터는 로봇 안에 들어갈 만큼 작아야 하면서도, 다양한 동작을 수행할 만큼 강력하고 안정적이어야 했기 때문이다.

이 로봇은 아직 완전 자율 상태가 아니다. 현재 대부분의 작업에는 사람 조종사가 필요하지만, 연구팀은 두 유닛이 도움 없이 서로를 찾아 연결하는 데 성공했다고 밝혔다.

향후 연구는 자율성 향상, 속도 개선, 사람과 함께 더 적은 감독 아래 작동하는 데 초점을 맞출 예정이다. 연구진은 또 수십에서 수백 개의 연결된 유닛이 현장으로 이동한 뒤 특정 임무에 맞게 스스로 재배열하는 무리를 구상하고 있다. 활용 분야로는 제조, 우주 탐사, 수색구조 임무 등이 꼽힌다.