캘리포니아 대학 샌디에고가 유연한 로봇 발을 개발해냈다. (사진. University of California San Diego)

 

캘리포니아 대학 샌디에고(University of California San Diego)가 우드 칩과 같은 고르지 않은 지형에서 로봇이 최대 40% 더 빨리 걸을 수 있는 유연한 발을 개발해냈다. 이 작업에는 우주 탐사 및 수색 구조 임무를 위한 응용 프로그램이 있다. 연구 관계자는 “로봇은 자연스럽고 고르지 않은 지형에서 빠르고 효율적으로 걸을 수 있어야 한다”고 전했다. 

UC San Diego의 기계 항공 우주 공학과 교수이자 논문의 수석 저자인 Michael T. Tolley는 “보통 로봇은 특정 관절에서만 동작을 제어할 수 있다”라며, “이 연구에서 우리는 발의 강성을 제어할 수 있는 로봇의 발 모양이 전통적인 디자인보다 뛰어나고 다양한 지형에 적응할 수 있음을 증명했다”고 전했다.

이 로봇 발은 커피 찌꺼기로 채워진 라텍스 막으로 만들어진 유연한 구이다. 특히 식물 뿌리와 같은 자연에서 영감을 얻은 구조물, 경사를 안정화하기 위해 지면으로 튀어 나온 더미와 같은 인공 솔루션에 의해 영감을 받은 구조물이 커피 찌꺼기에 내장돼있어 눈길을 끌었다.

 

또한 발은 과립형 재밍이라는 메커니즘으로 인해 로봇이 더 빨리 걸을 수 있고 더 잘 잡을 수있게 하는데, 이 경우 과립형 매체(커피 찌꺼기)가 고체처럼 행동하고 액체처럼 행동하는 사이를 반복할 수 있다. 아울러 발이 지면에 닿을 때는 단단하게 고정되는 한편, 그런 다음 단계 사이를 전환할 때에는 고정이 풀리고 느슨해진다. 지지 구조물은 잼 상태에서 유연한 발이 뻣뻣한 상태를 유지하도록 도와준다. 자갈 및 나무 조각과 같이 고르지 않은 지형에서 이러한 발을 테스트한 것은 이번이 처음이다.

 

한편 발은 시판되는 헥사포드(hexapod) 로봇에 설치됐다. 연구원들은 발의 재밍을 제어하기 위해 음압을 생성할 수 있는 온보드 시스템과 각 단계 사이에서 발을 막을 수 있는 양압을 설계하고 구축했다. 결과적으로 진공 펌프가 커피 찌꺼기 사이에서 공기를 제거하고 발을 강화함으로써 발이 활발히 막힐 수 있었지만, 그러나 로봇의 무게가 커피 찌꺼기 내부에서 공기를 밀어내어 발이 굳어질 때 발이 수동으로 멈출 수도 있게 됐다.

연구원들은 평평한 지면, 나무 조각 및 자갈 위에서 로봇이 걷는 것을 테스트했다. 이들은 수동 재밍 발이 평평한 땅에서 가장 잘 작동하지만 활성 재밍 발이 느슨한 암석에서 더 잘 작동한다는 것을 발견했다. 발은 또한 로봇의 다리가 땅을 더 잘 붙잡아 속도를 높이는 데 도움이 되기도 했다. 로봇이 경사지고 고르지 않은 지형 위로 올라갔을 때의 개선이 특히 중요했다.

 

연구 관계자는 “자연 세계는 보행 로봇을 위한 도전적인 땅으로 가득차 있다”라며, “이러한 유형의 지면에 적응할 수 있는 발은 로봇이 이동성을 향상시키는 데 도움이 될 것”이라고 밝혔다.