수백 심지어 수천 개의 소형 로봇이 어떠한 메모리나 연산 능력을 사용하지 않고 무리를 지어 작업을 수행하는 방법이 영국 셰필드 대(University of Sheffield)의 공학자들에 의하여 개발되었다.
영국 셰필드 대 공과대학 소속의 셰필드 로봇공학 센터(SCentRo: Sheffield Centre for Robotics) 연구진은 벌떼나 새의 무리가 협력하여 작업을 수행하는 것과 유사한 방식으로 복잡한 연산을 수행할 필요 없이 밀집한 무리를 지을 수 있는 매우 단순한 로봇을 프로그래밍하였다.
이러한 연구결과는 2014년 4월 17일에 출판된 로봇 관련 한 국제학술지(학술지명: International Journal of Robotics Research)에 발표되었으며, 예를 들어 농업 분야에서 매우 간단하고 저렴한 로봇을 대량으로 사용하여 이익을 얻을 수 있는 정밀 농경법에 이용하는 것처럼 군집 로봇을 활용하는 길을 열고 있다.
40대의 로봇으로 이루어진 군집이 협력하여 작업을 수행하도록 프로그래밍되었으며, 연구자들은 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이러한 방법이 수천 대로 구성된 로봇에도 확장될 수 있음을 보였다.
각각의 로봇은 전방에 또 다른 로봇을 볼 수 있는지를 알려주는 단지 하나의 센서만을 사용한다. 다른 로봇을 볼 수 있는지에 기초하여 이들은 그 자리에서 회전하거나 다른 로봇을 볼 수 있을 때까지 원형을 이루어 계속 움직인다.
이러한 방식으로 연구자들은 점진적으로 군집의 형태를 형성하고 유지할 수 있었다. 이 시스템의 독창성은 이러한 단순함에 있다. 로봇은 메모리를 가지고 있지 않으며, 어떠한 계산도 수행할 필요가 없으며, 단지 환경에 대한 약간의 정보만 있으면 된다.
현재까지 군집 로봇은 복잡한 프로그래밍을 요구하였으며, 이것은 개별 로봇의 소형화가 극히 어렵다는 것을 의미했었다.
그러나 영국 셰필드 대 연구진이 개발한 프로그래밍으로 매우 작은, 심지어 나노미터 규모의 기계를 개발하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 영국 셰필드 대가 개발한 시스템의 경우 비록 로봇이 인식한 정보가 부분적으로 오류가 있더라도 대부분의 로봇 무리는 여전히 작업을 완수하도록 협력할 수 있을 것이다.
“우리는 보인 것은 로봇이 하나의 무리를 형성하기 위하여 모여야 하는 문제 등을 해결하기 위하여 연산을 수행할 필요가 없다는 것이다. 그리고 이것은 박테리아, 물고기, 포유류 등과 같이 자연에서 발견되는 군집을 이루는 생명체가 무리짓는 거동에서도 같은 방식이 적용될 것”이라고 셰필드 로봇공학 센터(SCentRo)의 로데리치 그로스(Roderich Gross)가 말했다.
"이것은 우리가 이러한 방식을 확장하여 수천 대의 로봇이 작업을 수행하도록 프로그래밍하는 데에도 적용될 수 있음을 의미한다. 현실 세계의 시나리오에서 이것은 환경 오염의 수준을 감시하는 데에 사용될 수 있다. 또한, 우리는 이 방법이 인간이 접근하기에 위험한 장소에서 작업을 수행하는 데에도 활용될 수 있을 것으로 예상한다. 그리고 이 방법이 매우 간단하므로 이러한 로봇은 예를 들어 건강 관리 기술에서 마이크로미터 규모로 사용되어 인간의 혈관 망을 통한 이동이 가능하여 비침습적인 방법으로 진단 또는 치료를 제공할 수도 있을 것”이라고 로데리치 그로스가 설명하였다.
이제 영국 셰필드 대의 연구자들은 예를 들어 물체를 이동시키거나 그룹으로 분류하는 것처럼 다른 물체들과 상호 작용하여 간단한 작업을 수행하도록 로봇을 프로그래밍하는 것에 집중하고 있다.
* 자료 - KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』
