차세대 우주 로봇은 내 손으로.. 토론토대 여학생의 꿈

캐나다 우주 정거장 'Lunar Gateway 프로젝트'에 참여한 대학생

우주를 향한 그녀의 꿈들을 이루기 위한 여정

막연히 우주에 대한 꿈을 꾸는 소녀가 있었다. 그 소녀는 자라면서 그 꿈을 실현시키기 위해 많은 노력을 해왔다. 현재 그녀는 토론토 대학의 공학 과학부 3학년 학생으로 우주를 향한 첫 발을 내딛는 성공을 눈 앞에 두고 있다. 또한 앞으로 더 많은 일들을 해 낼 것을 의심치 않는다. 토론대 대학 홈페이지에 게재된 그녀의 발자취를 소개하고자 한다. 

◆Erin Richardson은 Lunar Gateway 우주 정거장을 위한 차세대 자율 로봇을 연구하고 있다 ©토론토대학 사이트 www.utoronto.ca

에린(Erin Richardson)은 9학년 때부터 장래희망이 ‘우주 비행사’였다. 그녀는 "우주가 얼마나 큰지, 그에 비한다면 우리가 사는 행성이 얼마나 작은 점과 같은지를 생각하면서 나는 그것을 탐험하는 일에 참여하고 싶어 한다는 것을 깨달았다. 우주라는 공간의 광대한 규모에 완전히 매료된 것이다"라고 중학생 시절을 회상했다.

고등학교에 진학한 후, 에린은 소셜 미디어에서 캐나다 우주 비행사 크리스 해드필드(Chris Hadfield)를 팔로우하고, 국제 우주 정거장에서 지내는 그의 일상생활 비디오를 보기 시작했다. 항공 우주에 관련된 책도 읽었다. ‘학생 우주 조종사’ 허가를 받는 것을 포함해 우주 비행과 관련된 일을 스스로 찾고 가능한 모든 일을 시도했다.

예를 들자면, 에린은 잡지 기사에서 ‘캐나다 우주 공학 회사(MDA)’의 시스템 엔지니어이자 CSA(Canadian Space Agency)에서 일하고 있는 크리스틴(Kristen Facciol)에 대한 인터뷰를 접하게 됐다. 에린은 곧바로 크리스틴의 정보를 찾아 연락했고, 크리스틴과의 만남은 그녀의 삶에 큰 영향을 주었다. 당시 CSA 궤도 운영 및 실시간 비행 지원을 제공하는 ‘엔지니어링 지원’ 책임자였던 크리스틴은 지난 5년 동안 에린에게 지속적인 멘토링을 해주었다. 현재 크리스틴은 CSA / NASA의 비행 컨트롤러이다.

그 후 에린은 U of T(토론토 대학)의 응용과학 및 공학부에 지원했고, 결국 항공 우주 전공을 선택할 수 있었다. 그녀는 대학 1학년 여름방학 때 ‘로봇 모바일 조작기’ 시뮬레이션 도구를 연구하는 항공 우주 연구소(UTIAS)의 조교수 조나단 켈리(Jonathan Kelly)의 연구실에서 연구원 직책을 맡기도 했다.

"조나단의 실험실에서 일하면서, 로봇 공학이 우주에 적용될 수 있다는 점이 흥미를 불러일으켰다. 동적 환경에서 로봇의 조작을 연구하는 것은 우주 비행의 경계를 확장하게 될 것이다. 우주 유영 중에 우주 비행사는 항상 로봇과 함께 일하기 때문이다"라고 에린은 이야기했다.  

◆호주에서 에린이 연구하였던 바다의 일정 지표 위에 계류하는 장치 ©CSIRO Youtube

2학년을 마치고 에린은 대학 내 ‘Global 프로그램’이 지원하는 연구를 위해 태즈메이니아로 갔다. 호주의 국립 과학기관인 ‘연방 과학 및 산업 연구 기관(CSIRO : Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization)’의 연구원들과 협력해 과학적 계류 배치(mooring deployments)를 통해 데이터를 수집하고 분석하는 도구를 만들었다. 이 작업을 통해 우주와 마찬가지로 혹독하고 접근이 제한된 해양 환경에서도 견고하게 지탱해야 하는 차세대 계류 시스템의 설계를 공부하는 기회를 갖게 됐다.

에린은 2023년에서 2026년 사이에 건설될 새로운 국제 우주 정거장인 NASA의 'Lunar Gateway 프로젝트'에 캐나다가 참여한다는 소식을 듣고, 프로젝트 합류하기 위한 방법을 찾기 시작했다.

새로운 기회의 시작은 2019년 가을, ‘캐나다 우주 공학 회사’(MDA)의 구인 게시판에 게시된 글을 보았을 때였다. 그녀는 즉시 토론토 대학의 ‘산학 협업 프로그램’을 통해 지원했다. 학부생이 학위 과정을 마치기 전에 세계의 유수 기업에서 최대 16개월 동안 일할 수 있는 기회를 얻는 프로그램이다. 여기에 통과된 에린은 2020년 5월에 원하던 프로젝트에 참여할 수 있게 됐다.

◆새로운 우주 정거장 Lunar Gateway 프로젝트 시뮬레이션 ©NASA

이 프로젝트에서 에린이 개발한 로봇 팔이 바로 국제 우주 정거장을 유지하는 다목적 로봇인 ‘Dextre’의 시제품 모델이다. 

캐나다 정부가 진행하고 있는 'Lunar Gateway' 사이트를 참고하자면, 우주 정거장이 지구에서 멀리 떨어져 있기 때문에 로봇 팔은 원격 제어가 가능해야 하며 감독 없이도 특정 작업을 실행하도록 설계되어야 한다. 에린의 업무가 바로 이 원격제어를 가능하게 하는 인공 지능 알고리즘을 실행하는 데 사용될 ‘데이터 세트’를 만드는 것이었다. 

에린은 MDA의 실험실에서 일련의 움직임과 시나리오를 통해 로봇 팔을 프로그래밍하고, 비디오카메라로 모든 움직임을 추적했다. 그런 다음 각 이미지 시리즈에서 분석된 데이터를 통해 로봇이 하는 동작이 모방하기에 바람직한 것인지, 아니면 피해야 할 위험한 것인지를 로봇에게 지정하여 주었다. 이 ‘로봇 팔’이 새로운 우주 정류장인 Lunar Gateway에 설치될 Canadarm3의 한 파트로 사용되는 것이다.

차세대 우주 로봇에 기여할 수 있는 꿈의 기회를 갖게 된 것 외에도, 에린은 대학 수업에서 배운 내용을 토대로 자신이 만든 전문적인 프로그래밍을 통해 무엇인가를 만들어 내는 과정을 즐겼다고 말한다.

"이것이 내 꿈의 직업"이라고 말하는 그녀는, “나는 엔지니어링 설계 과정에서 배운 것을 매일 사용한다. 나와 함께 일하는 사람들을 응원하며 내 꿈과 목표에 대해 이야기한다”라며 현재의 일에 대한 자긍심을 드러냈다.

캐나다 캘거리 = 이일신 글로벌 리포터 sharon.yealshin@gmail.com

■ 필자 소개

Illustrator, UX Designer

전 컴퓨터 과학 교사