美 리하이대, 유연한 물체 조작 가능한 ‘풍선형 공중 로봇’ 개발 중

 

▲데이비드 살다냐 교수가 풍선형 공중 로봇을 들어보이고 있다(사진=리하이대)

미국 펜실베이니아주 리하이대학교(Lehigh University) 데이비드 살다냐(David Saldaña) 교수팀이 유연한 소재를 조작하고, 실시간으로 변화하는 힘에 적응할 수 있는 ‘풍선형 공중 로봇’을 개발하고 있다고 28일 밝혔다.

 

살다냐 교수는 미국 국립과학재단(NSF)으로부터 총 60억달러의 연구비를 지원받아, 케이블, 막대, 호스, 플라스틱 등 유연한 물체를 다룰 수 있는 새로운 형태의 공중 로봇 개발에 착수했다.

 

그는 연구 동기를 다음과 같이 설명했다. “어느 날 개를 산책시키던 중 다람쥐가 나뭇가지 사이를 뛰어다니는 모습을 보게 됐습니다. 그 모습을 보며, 동물이 각기 다른 나뭇가지의 특성과 그에 따라 작용하는 다양한 힘에 얼마나 빠르게 적응하는지를 생각하게 됐죠. 이 경험을 통해 ‘로봇, 특히 공중 로봇은 어떻게 이런 환경에 적응할 수 있을까?’라는 의문이 생겼습니다.”

 

현재의 공중 로봇은 주로 상자처럼 단단한 물체를 조작하는 데 적합하도록 설계되어 있어, 유연한 소재를 다루는 데에는 한계가 있다. 특히 동적인 환경에서 발생하는 예측 불가능한 힘을 감지하고 반응하는 기술은 로봇공학 분야에서 매우 큰 도전 과제로 여겨진다.

 

살다냐 교수는 “예를 들어 나뭇가지에 달린 사과를 따려고 할 때, 나뭇가지가 반발력을 만들어냅니다. 인간은 이런 힘에 직관적으로 반응할 수 있지만, 로봇에게는 여전히 큰 과제입니다. 우리는 로봇이 이러한 힘에 적응하고 보상할 수 있는 능력을 갖추도록 하고자 합니다”라고 설명했다.

 

연구팀은 로봇의 안정성과 신속한 학습 능력, 그리고 긴급한 복구 상황에 대응할 수 있는 성능을 확보하기 위해, 제어시스템과 강화학습을 통합한 새로운 방법론을 개발하고 있다. 그는 “이러한 통합 방식은 로봇이 유연한 물체를 조작하기 전에 수천 번의 반복 학습을 하지 않아도 된다는 점에서 큰 진보입니다”라고 덧붙였다.

 

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