바퀴 대신 ‘네발’로 달 탐사? 사족보행 로봇 애니멀 [고든 정의 TECH+]

[서울신문 나우뉴스]

모의 달 환경에서 성능을 테스트 중인 3대의 애니멀 로봇. 출처=ETH Zurich / Takahiro Miki

인류는 화성과 달 표면에 우주 탐사로버를 보내 여러 임무를 진행했습니다. 퍼서비어런스나 큐리오시티와 같은 탐사로버가 보내온 생생한 사진 덕에 우리는 화성에 가지 않고도 화성의 다양한 지형과 광물을 탐사할 수 있었습니다. 이렇듯 탐사 로버가 엄청난 성과를 거두긴 했지만, 사실 큰 약점도 존재합니다. 상대적으로 작은 바퀴를 이용해 이동하기에 울퉁불퉁한 지형이나 조금만 심한 경사가 있는 지형도 극복하기가 어렵다는 점이 가장 큰 한계입니다. 

이 단점을 극복하기 위해 유럽우주국(ESA)은 곧 진행 예정인 달 탐사 프로젝트와 화성 등 다른 행성 탐사 임무를 더 효과적으로 수행할 수 있는 디자인을 공모했습니다. 그 결과 스위스 취리히연방공과대(ETH Zurich) 연구팀이 개발한 애니멀(ANYmal) 로봇이 선정돼 추가 개발을 위한 연구비를 지원받게 됐습니다. 

애니멀은 개를 닮은 사족보행 로봇으로 지난 수년간 개량을 거듭했습니다. 처음에는 어색하게 움직이던 네 개의 다리도 다양한 지형을 빠르게 움직일 수 있도록 개선됐고 바퀴를 달아 평지에서는 거는 것보다 더 빠르게 움직일 수 있게 만들졌습니다. 지형을 인식하고 자율적으로 움직이는 기능 역시 지니고 있습니다.

우주 탐사 목적으로 개량된 애니멀 로봇은 룩셈부르크에 있는 유럽우주국 자원혁신센터(ESRIC)에서 테스트를 받고 있습니다. 연구팀은 하나의 로봇 대신 세 대의 로봇을 동시에 임무에 투입할 계획입니다. 

첫 번째 로봇은 카메라와 레이저 스캐너를 이용해 지형을 조사하고 두 번째 로봇은 라만 분광기와 현미경 카메라를 이용해 흥미로운 광물을 조사합니다. 마지막 로봇은 일반적인 탐사 임무를 담당합니다. 이들은 서로의 상태를 확인하고 같이 임무를 수행하거나 어려움에 빠졌을 때 서로를 도와줄 수 있습니다.

연구팀은 사족보행 로봇 3대만 서로 협력할 수 있는 건 아니라고 설명했습니다. 퍼서비어런스 로버와 화성 헬리콥터 인저뉴어티처럼 작은 비행 로봇을 추가해 주변 지형을 빠르게 파악하거나 혹은 전통적인 바퀴를 지닌 탐사로버도 탐사대에 포함해 같이 임무를 수행할 수 있습니다. 여러 대의 로봇을 동원하면 달 표면에서 얼음 같은 귀중한 자원을 빠르게 찾아내고 과학적으로 가치가 높은 광물이나 운석을 쉽게 찾아낼 수 있을 것입니다. 

다만 실제로 달이나 다른 행성 탐사에 투입하기 전에 과학자들은 이 디자인이 최선의 선택인지를 검증해야 합니다. 따라서 현재 3대의 애니멀 로봇은 달의 표면 환경과 비슷한 모의 환경에서 테스트를 받고 있습니다.

사족보행 로봇의 경우 다양한 지형을 통과할 수 있다는 장점은 있지만, 전통적인 모터와 바퀴를 이용한 로버처럼 내구성과 신뢰성에서 검증된 디자인은 아닙니다. 달이나 화성 표면에서 고장 나면 수리를 위해 지구로 다시 오는 일이 사실상 불가능한 만큼 로버처럼 장기간 수리나 유지 보수 없이 임무 수행이 가능하다는 것을 입증해야 합니다. 

유럽우주국은 미국 항공우주국(NASA)과 협력해 인류를 다시 달로 보내는 아르테미스 프로젝트에 참가하고 있습니다. 그리고 앞으로 달 표면에 여러 가지 탐사 장비와 로봇을 보낼 계획입니다. 가까운 미래에 사족보행 로봇이 달 위를 뛰어다니게 될지 연구 결과가 주목됩니다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com