[영상+]로봇 물고기떼 '칼군무' 비결은 '옆친구'

라디카 나그팔 미국 하버드대 공학 및 응용과학 대학원(SEAS) 교수와 멜빈 가우치 위스연구소 연구원 공동 연구팀은 로봇 물고기가 마치 실제 물고기처럼 이웃 로봇 물고기의 빛을 보고 따라 움직이면서 무리를 짓는 행동을 재현해냈다고 이달 13일 '사이언스 로보틱스'에 발표했다. 사진은 연구팀이 개발한 로봇 물고기 '블루봇'이다. 하버드대 제공

바닷속이나 강물속을 헤엄치는 물고기들은 잘 짜인 군무를 추듯 떼지어 다닌다. 미국 과학자들이 이런 물고기 떼의 움직임을 로봇 물고기로 재현하는 기술을 개발했다. 

라디카 나그펄 미국 하버드대 공학 및 응용과학 대학원(SEAS) 교수와 멜빈 가우치 위스연구소 연구원은 서로를 보고 따라 떼지어 헤엄치는 로봇 물고기 기술을 개발했다고 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’에 13일 발표했다.

로봇 물고기는 해양 생태계를 방해하지 않고 환경을 감시하며 사람이 하기 어려운 일을 대신한다. 로봇 물고기는 미국 매사추세츠공대(MIT)에서 군사용 목적으로 참치를 본따 1994년 처음 개발해 공개한 이후 점차 살아있는 물고기에 가깝게 발전하고 있다. 

과학자들은 로봇 물고기가 실제 물고기처럼 무리를 이뤄 먹이를 찾거나 천적에게서 몸을 지키는 모습을 갖추도록 하는 방안을 적용하고 있다. 물고기들은 다른 물고기들의 행동을 바라보며 무리를 짓는다. 이 과정에서 별다른 협동 작업도 소통도 오가지 않는다. 로봇 물고기가 무리지어 다니면 한 개체만 조종하면 되는 장점이 있고 여러 기의 로봇 물고기를 구동할 땐 떼지어 움직이면 에너지 소모를 줄일 수 있다.

연구팀은 흰 물고기 모양에 파란등 3개를 단 로봇 물고기 '블루봇'을 실험에 사용했다. 블루봇은 카메라로 다른 블루봇의 빛을 감지해서 상대의 위치를 계산해 맞춰 움직였다. 블루봇 7마리를 투입해 실험한 결과 로봇 물고기는 실제 물고기처럼 구형으로 모여드는 등 하나의 물고기처럼 행동했다. 주변 환경 조건에 따라 빛을 내기 시작하게 만들어서 단체 행동을 하게 할지 말지 조절하는 것도 가능했다.

플로리안 베링거 하버드대 전산학과 박사과정생은 “블루봇은 이웃 블루봇의 위치에 반응한다”며 “만약 로봇 물고기를 중심으로 모이게 하고 싶으면 각 블루봇은 이웃과의 거리 등을 계산해서 중심으로 움직이려 하고, 흩어지게 하면 그와 반대로 행동할 것이다”고 설명했다.

나그팔 교수는 “이번 연구는 산호초처럼 변화에 민감한 장소를 탐사하거나 환경 모니터링에 이용할 수 있는 로봇 물고기 군집을 개발하는 데 도움이 될 것”이라며 “물고기 떼의 행동을 모의실험으로 재현할 수 있어 향후 로봇 물고기 연구에 도움이 될 것”이라고 말했다.

관련 영상 https://youtu.be/1pflbeDRkUs

[조승한 기자,이수훈 인턴기자 shinjsh@donga.com,soolee@donga.com]