풀밭-진흙-자갈길 따라 동물처럼 걸음걸이 바꾸는 로봇 나왔다

영국 연구팀이 동물의 보행에서 영감을 받아, 지형에 따라 스스로 걸음을 조절하는 네 발 로봇을 개발했다. 이 로봇은 풀밭, 자갈길, 진흙 등 다양한 바닥에서도 넘어지지 않고 자연스럽게 걸을 수 있다. (영상= 네이처 머신 인텔리전스)

영국 연구진이 동물의 걸음걸이에서 영감을 얻어, 지형 변화에 따라 보폭과 속도를 스스로 조절할 수 있는 지능형 보행 로봇을 개발했다.

11일(현지시간) 국제학술지 네이처 머신 인텔리전스(Nature Machine Intelligence)에 따르면, 리즈대학교와 런던대학교 공동 연구팀은 장애물에도 쉽게 넘어지지 않고 걷는 네 발 로봇 ‘유니트리 A1(Unitree A1)을 공개했다.

■ “풀밭도, 자갈길도 문제없어요”…센서 없이도 유연한 보행

영국 연구팀이 동물의 보행에서 영감을 받아, 지형에 따라 스스로 걸음을 조절하는 네 발 로봇을 개발했다. 이 로봇은 풀밭, 자갈길, 진흙 등 다양한 바닥에서도 넘어지지 않고 자연스럽게 걸을 수 있다. (영상= 네이처 머신 인텔리전스)

유니트리는 평지뿐 아니라 풀밭, 자갈길, 진흙, 나무판자, 미끄러운 경사로 등 다양한 지형에서도 외부 센서 없이도 안정적인 보행이 가능하다.

연구진은 로봇에 ‘보행 기억’, ‘걸음 전환 전략’, ‘실시간 움직임 조절’ 기능을 적용했다. 덕분에 유니트리는 외부센서 없이도 상황에 따라 보폭을 바꾸며 자연스럽게 걷는다.

■ 상황 따라 걷는 법까지 바꿔…트로트부터 림프까지

영국 연구팀이 동물의 보행에서 영감을 받아, 지형에 따라 스스로 걸음을 조절하는 네 발 로봇을 개발했다. 이 로봇은 풀밭, 자갈길, 진흙 등 다양한 바닥에서도 넘어지지 않고 자연스럽게 걸을 수 있다. (영상= 네이처 머신 인텔리전스)

유니트리는 지형에 따라 걸음 방식도 바꾼다. 평평한 지면에서는 대각선에 있는 두 다리를 번갈아 움직이는 ‘트로트(trot)’, 빠르게 교차하며 뛰듯 걷는 ‘런(run)’ 방식을 사용한다.

반면, 미끄럽거나 울퉁불퉁한 길에서는 네 다리를 동시에 튀어 오르게 하는 ‘프롱크(pronk)’, 앞뒤 다리를 짝지어 움직이는 ‘바운드(bound)’, 한쪽 다리에 힘을 덜어 걷는 ‘림프(limp)’ 등 균형 중심의 특수 보행법을 구사한다.

이는 동물의 뇌 기능을 모사한 전략으로, 로봇이 환경을 인지하고 어떤 걸음이 가장 적절한지를 스스로 판단하는 기능이다.

■ “어떤 걸음이 가장 좋은지” 숫자로 따져서 선택

영국 연구팀이 동물의 보행에서 영감을 받아, 지형에 따라 스스로 걸음을 조절하는 네 발 로봇을 개발했다. 이 로봇은 풀밭, 자갈길, 진흙 등 다양한 바닥에서도 넘어지지 않고 자연스럽게 걸을 수 있다. (영상= 네이처 머신 인텔리전스)

연구진은 로봇이 ‘어떤 걸음이 최적인지’ 판단할 수 있도록 동물 보행 연구에서 사용하는 4가지 지표를 적용했다.

이 지표는 ▲ 에너지 소비량(CoT), ▲ 기계적 일(Wext), ▲ 관절에 가해지는 힘 비율(τ%), ▲ 발 착지 정확도(cerravg) 등이다.

유니트리는 이들 수치를 종합해 지형에 따라 최적의 보행 전략을 계산하고 실행함으로써, 빠르게 보폭을 전환하며 안정적으로 이동하는 데 성공했다.

연구진은 “동물처럼 자연스러운 걸음을 로봇이 하도록 하려면, 하나의 기준만 보는 게 아니라 여러 지표를 함께 고려해야 한다”고 설명했다.

최강주 기자 gamja822@donga.com