상황이나 용도에 맞게 자유롭게 형태를 바꾸고 자가복구까지 가능한 로봇이 등장했다. 진정한 자율형 로봇이 대사 능력을 갖춰야 한다는 생각에서 비롯된 로봇은 미국에서 탄생했다.
컬럼비아대학교 로봇공학 연구팀은 30일 공식 SNS를 통해 스스로 대사하면서 자율적으로 진화하는 신개념 로봇을 소개했다. 이들의 성과는 국제 학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 먼저 소개됐다.
새로운 로봇은 트러스 링크(truss link)라고 명명된 막대 형태의 부품이 기본 단위다. 로봇은 신축성이 있는 트러스 링크를 자력을 이용해 서로 연결, 형태를 갖출 수 있다.
컬럼비아대 로봇공학자 필립 마틴 와이더 연구원은 “인공지능(AI) 덕에 로봇은 혼자 생각할 수 있게 됐지만 진정한 자율형 로봇은 물리적 자율성도 필요하다”며 “이를 위해 우리가 고안한 개념이 바로 로봇 대사(robot metabolism)”라고 설명했다.
이어 “생물은 주변 물질을 흡수해 자신의 육체를 진화하고 유지하고 복구한다”며 “로봇 대사 역시 기계 스스로 환경이나 다른 로봇으로부터 재료를 얻고 성장·적응·복구하는 것을 의미한다”고 덧붙였다.
로봇 대사를 실현하기 위해 연구팀은 로봇이 스스로, 혹은 같은 구성품을 가진 다른 로봇의 지원을 받아 성장할 것, 또한 외부에서 주어지는 것은 재료와 에너지뿐이라고 전제했다. 이렇게 개발된 것이 트러스 링크다.
필립 연구원은 “트러스 링크는 육면체 막대로, 양쪽 끝이 신축하는 구조”라며 “로봇을 구성하는 트러스 링크의 진가는 합체다. 끝부분의 자석으로 다른 트러스 링크와 연결을 반복하면 복잡한 구조를 자율적으로 형성하고 스스로 진화한다”고 말했다.
연구원은 “만약 트러스 링크가 고장 나면 불량품만 떼어내고 새로운 것을 끼워 넣기만 하면 된다”며 “이런 원리로 우리 로봇은 사람의 도움 없이 스스로 복구까지 완료한다”고 전했다.
아래 동영상은 여러 트러스 링크가 어떻게 조직화하고 성장해 나가는지 보여준다. 우선 삼각형으로 결합된 2차원 구조가 됐다가, 최종적으로 피라미드를 닮은 3차원 구조로 진화하는 상황을 담았다. 여러 형태로 결합된 로봇이 불규칙한 지형을 이동하거나 트러스 링크를 지팡이처럼 이용하는 장면도 볼 수 있다.
필립 연구원은 “로봇의 두뇌는 기계 학습에 의해 비약적으로 발달했지만, 물리적인 몸체는 아직도 과제가 많다”며 “트러스 링크 기술이 보다 고도화되면 재난현장의 인명 구조나 우주탐사 등 인간의 활동이 제한된 분야에서 로봇이 활약하게 될 것”이라고 기대했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
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