다리를 가진 로봇은 타이어를 가진 로봇과 달리 장애물이 많은 장소에서도 나갈 수 있기 때문에, 재해시에 도움이 된다고 믿고 있지만, 다른 한편으로 로봇이 울퉁 불퉁한 길이나 징검 다리 위를 걸을 수있게하는 알고리즘의 개발이 어려워 난항을 겪고 있다.
그런 가운데, UC 버클리와 카네기 멜론 대학의 연구자는 2족 보행 로봇 "Atrias"에 징검 다리 사이의 거리와 징검 다리의 높이가 달라도 보행이 가능한 알고리즘을 개발했다.
예상치 못하게 끊어진 발판을 조우하더라도 나갈 수 있는 2족 보행 로봇은 재난 구호 외에 우주 탐험, 인간을 위해 디자인 된 도시에서의 운용 등을 가능하게한다. 그러나 최근에는 2족 보행 로봇의 기계 디자인이 발달 해 왔다고는 해도, 아직 실용적 수준에 이르고 있다고는 말할 수 없다. 최신 로봇도 움직임이 어딘가 모르게 느리고, 예기치 못한 장애물에 대응하지 못하거나 에너지 효율이 나쁘거나 하기 때문이다.
비슷한 문제는 다리에 장착하는 외골격 형 로봇에게도 존재하고, 외골격 로봇을 이용하는 많은 사람들은 끊어진 발판을 걸을 때 지팡이가 필요하기 때문에 완전히 손을 자유롭게 할 수는 없다.
그런 가운데, UC 버클리와 카네기 멜론 대학의 연구자들은 로봇과 피드백 알고리즘의 디자인으로 새로운 로봇 애플리케이션을 개발. 새로운 프레임 워크는 자유도가 높고 정확한 발걸음을 보장 할뿐만 아니라, 외부에서 예측할 수없는 힘도 강하다는 특징을 가진 것. 이 프레임 워크를 사용한 독자적인 로봇이 개발 됨과 동시에 "Rabbit", "atrias", "Durus" 등 기존의 로봇 알고리즘을 적용하면 어떻게 될지 시뮬레이션 되었다.
▼ 실험에 사용된 발판은 이런 느낌
실제로 오리건 대학의 Dynamic Robotics Lab에서 개발 한 2족 보행 로봇 "Atrias"에서 프레임 워크를 채용 한 데모 영상이 이것이다. Atrias는 자신이 걷는 발판이 어떤 상태인지를 미리 알려지지않았다. 연구자에 따르면, 2족 보행 로봇이 높이와 거리가 다른 발판에서 이렇게 보행에 성공한 것은 이번이 처음이라는 것이다.
2족 보행 로봇은, 복잡한 비선형 미분 방정식에 의해 제어되는 자유도가 높은 시스템을 가지고 있다. 이러한 시스템은 끊임없이 지상과 상호 작용하는 복잡한 역학을 파악해야 하기 때문에 "복잡한 발판 현장을 진행하는 로봇"의 개발은 매우 어렵다. 또한 Atrias와 같은 로봇은 발목에 액츄에이터를 가지고 있지 않기 때문에, 사람이 걷고 있을 때처럼 균형은 "계속 걸을 수"밖에 없다는 문제점도 있다. 또한 모터의 토크 한계와 마찰과 같은 요소가 더해져, "로봇을 제어하는 프로세스 디자인"이 매우 중요해질 것이다.
한편, 연구진에 의해 개발 된 로봇은 현시점에서 "장님"인 상태. 그래서 차기 단계로 연구팀은 로봇에 주위 환경에 대한 정보를 제공할 수 있게하기 위해, 딥 러닝 같은 알고리즘의 통합을 시도하고 있다는 것. 따라서 로봇은 주변 환경을 추정하고, 시스템을 완전히 자동화 할 수 있을 것으로 보여지고 있다. 연구자에 따르면, 타조처럼 걷는 2족 보행 로봇 "Cassie"가 곧 UC 버클리에 도착할 예정으로 있고, 곧 실험이 진행될 모양이다.
