美 듀크대, 성게 닮은 20개 다리 로봇 '아르고스' 개발

▲ 듀크대 연구팀이 개발한 로봇 아르고스(사진=듀크대)

미국 듀크대 '범용 로봇 연구소(General Robotics Lab)' 연구팀이 20개의 다리를 갖고 있는 성게 모양의 로봇 '아르고스(Argus)'를 개발했다고 밝혔다.

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이번 연구 성과는 로봇 전문 국제 학술지인 ‘사이언스 로보틱스(Science Robotics)’에 발표됐다.(논문 제목:Extreme dynamic symmetry enables omnidirectional and multifunctional robots)

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아르고스는 중앙 코어를 중심으로 20개의 신축식 모듈형 다리가 정다면체 구조로 배치돼 있으며, 각 다리 끝에는 심도 카메라가 장착됐다. 이 로봇은 특정 방향으로 몸을 회전할 필요 없이 즉각적으로 이동 방향을 바꿀 수 있다. 기존 휴머노이드나 4족보행 로봇은 몸체 방향 전환이 필수적이지만, 아르고스는 거의 모든 방향에서 동일한 이동 능력을 제공한다. 앞뒤·상하 구분이 없어 어느 방향으로든 바로 이동할 수 있다.

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보위안 천(Boyuan Chen) 듀크대 교수는 이 로봇의 핵심 개념을 ‘동적 등방성(dynamic isotropy)’이라고 설명했다. 이는 로봇이 공간 내 모든 방향으로 얼마나 균일하게 '질량 중심(center of mass)'을 가속할 수 있는지를 수치화한 개념이다.

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천 교수는 "다리가 몸의 어느 부위에 어떻게 배열돼 있는지가 아니라, 어느 방향으로든 얼마나 빨리 움직일 수 있는지를 기준으로 삼았다"며 "로봇이 가장 효과적인 방식으로 우리를 돕기 위해 반드시 인간처럼 생길 필요는 없다"고 말했다.

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연구팀이 로봇에 적용한 설계 원칙인 '동적 등방성'은 로봇이 모든 방향에서 얼마나 균일하게 가속할 수 있는 지를 0~1점 척도로 평가할 수 있다. 실험 결과 현재 사용 중인 휴머노이드와 드론 등 대부분의 로봇은 0.6 미만의 점수를 기록하는데 반해 아르고스는 0.91을 기록했다.

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이 로봇은 모래사장과 숲속 지형을 자유롭게 이동하고, 장애물을 넘어서며, 강한 충격을 받아도 스스로 자세를 복원할 수 있다. 모터 일부가 고장나거나 다리가 파손돼도 계속 작동했다.

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연구팀은 이 로봇 기술을 앞으로 수색·구조 로봇, 수중·항공 이동체, 로봇 손 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

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