재난에 대처하는 유인원 형태의 로봇을 개발하고 있는 미국 항공 우주국(NASA)

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-06

우리는 종종 미래의 로봇이 두 다리로 서고, 물건을 잡아서 옮기기 위하여 양팔을 사용하는 것과 같이 인간 형태의 모습으로 동작하는 것을 상상한다. 미국 항공 우주국(NASA)의 제트 추진 연구소(Jet Propulsion Laboratory)는 재난에 대처하기 위하여 유인원과 같이 움직이도록 설계된, 인간과는 다른 형태의 로봇을 개발하고 있다. 이 로봇 유인원(RobotSimian)은 머리는 없지만, 눈처럼 동작하는 7개의 카메라를 가지고 있고, 팔과 다리로서 이중 역할을 수행하는 똑같은 4개의 다리를 가진다. 4개의 다리는 서로 협력하여 거친 지형 및 돌무더기 지역을 능숙하게 건널 수 있으며, 동시에 물체를 잡아 조작할 수 있다. 다리에는 바퀴도 구비하여 표면이 충분히 부드러우면 동력을 많이 쓰지 않고 부드럽게 움직일 수 있다. 로봇 유인원은 미국 국방부(Department of Defense) 산하기관인 방위 고등 연구 계획청(DARPA: Defense Advanced Research Projects Agency)의 로봇 챌린지(Robotics Challenge)에서 제트 추진 연구소(JPL)의 최종전 진출작이다. 이 로봇 챌린지는 응급 대처 로봇을 만들기 위하여 전 세계 최고의 로봇 연구 기관들 일부가 참여하는 27개월간의 경연이다. 핵 재난과 같은 상황에서 로봇 챌린지에 참가한 로봇들은 인간 구조대원들이 들어가기에 너무 위험한 환경에 진입하여 생존자를 덮고 있는 잔해를 들어 올리거나 밸브를 돌리는 것처럼 간단한 작업을 수행하는 과제를 수행할 것이다. 올해(2015년) 6월에 제트 추진 연구소(JPL)의 로봇 유인원을 포함하여 다른 18개의 최종 진출 로봇들은 8개의 공통 시나리오를 모사하는 장애물 코스를 통과하게 될 것이다. 각각의 로봇은 자동차를 운전하고, 돌무더기를 건너고, 도구를 사용하고, 계단을 오르는 작업을 수행할 것이며, 이 모든 작업은 인간의 개입 없이 자율적으로 수행될 것이다. 최종 경쟁자들은 만2세의 어린이와 같은 정도의 능력이 될 것이라고 방위 고등 연구 계획청(DARPA)은 말한다. 우승팀은 2백만 달러의 상금을 받을 것이다. 제트 추진 연구소(JPL)는 로봇 유인원을 제작하고 남은 부품들을 사용하여 "대행자(Surrogate)"라고 불리는 로봇을 제작하였다. 대행자 로봇은 좀 더 전통적인 직립 로봇으로 유연한 척추, 머리, 2개의 팔 등을 가지고 있다. 대행자 로봇은 비록 물체를 더 잘 조작하지만, 트랙 상에서 움직이며, 재난 현장에 존재하는 일반적인 복잡한 지형을 가로지르는 데에는 능숙하지 못하다. 제트 추진 연구소(JPL)의 연구팀은 이 두 후보를 고려한 후에 로봇 유인원을 최종전에 출전시키기로 결정하였다. 로봇 유인원의 한 가지 절충 사항은 많은 다른 경쟁 로봇들보다 더 느리다는 것이다. 제트 추진 연구소(JPL)의 연구팀은 미국 캘리포니아 대 산타바바라 캠퍼스(University of California, Santa Barbara), 캘리포니아 공대(California Institute of Technology) 등과 협력하여 로봇 유인원의 보행 속도를 증대시키기 위하여 연구하고 있다. "이번 경쟁에서 우리의 로봇 유인원은 다른 연구팀의 로봇들과 대비하여 의도적으로 느리게 만들었다. 매우 안정적이고 신중한 접근 방식은 우리의 기술적 강점에 어울리며, 미래에 재난 현장에 배치될 것으로 기대되는 로봇 생태계의 필수적인 요소를 위한 모델을 제공하고 있다고 우리는 생각한다"고 제트 추진 연구소(JPL)에서 로봇 차량 및 구동기 연구그룹(Robotic Vehicles and Manipulators Group)을 이끌고 있는 브렛 케네디(Brett Kennedy)가 말했다. 제트 추진 연구소(JPL)는 화성 탐사 로봇(Mars rover)과 같이 우주 탐사를 위한 로봇을 설계하는 것으로 가장 잘 알려져 있다. 그러나 제트 추진 연구소(JPL)의 연구자들은 방위 고등 연구 계획청(DARPA)의 로봇 챌린지를 통하여 자신들의 로봇 연구를 다른 재능 있는 연구팀이 개발하고 있는 로봇 연구와 직접적으로 비교할 수 있는 기회를 가졌다. 미국 항공 우주국(NASA)은 우주 탐사를 위하여 개발된 기술을 차용하여 지상에서 사용하도록 만드는 오랜 역사를 가지고 있다. 로봇 유인원의 소프트웨어는 화성 탐사 로봇을 제어하는데 사용된 프로그램에 영향을 받았다. 양자의 경우 시스템은 인간 조작자와 통신이 두절되었을 때 로봇이 가능한 자율적으로 동작하도록 설계되었다. 불규칙한 통신 상태는 재난 상황이나 화성에서 일반적으로 발생한다. 연구팀은 로봇 유인원에 대한 설계의 모든 측면에서 심혈을 기울였으며, 심지어 로봇 유인원이 올바른 외관을 갖도록 확실히 하였다. "우리 연구팀에는 로봇의 외형을 위협적이거나 너무 귀엽게 만들기 보다는 전문성이 있도록 만들기 위하여 산업 디자이너도 포함되어 있다. 기본적으로 우리는 세인트버나드(St. Bernard: 몸집이 크고 튼튼한 개. 스위스가 원산지로 원래 눈 속에서 실종된 사람들을 찾는 데 이용되었음.)와 동등한 개념을 원했다"고 브렛 케네디가 말했다. 제트 추진 연구소(JPL)는 현재 지상에 구속되는 응급 상황에 대처하기 위하여 유인원 형태의 로봇 설계를 완벽하게 수행하도록 마무리 작업을 하고 있지만, 이것은 미국 항공우주국(NASA)의 기술이 가지는 순환 주기의 한 정거장에 불과하다. "우리는 지구의 로봇 유인원을 위하여 개발된 기술을 다시 우주 분야에 적용할 계획"이라고 브렛 케네디가 강조하였다. "이러한 작업에는 소행성, 혜성, 위성 등과 같은 저중력체에 대한 탐사, 궤도 구조물의 조립과 관리, 화성이나 달에 존재하는 동굴과 절벽에 대한 탐사, 심지어 태양계에서 인간이 모험하고 싶어 하는 거주지의 사전 공사 등이 포함된다"고 브렛 케네디가 설명하였다. 2015-01-01_NasaRobot1.jpg http://edition.cnn.com/2014/12/29/tech/innovation/nasa-jpl-robot-darpa/