낙하 충격 딛고 다시 움직이는 ‘트라이바’

미국 예일대·스워스모어 칼리지·미시간대·럿거스대·프린스턴대와 이탈리아 볼로냐대 공동 연구팀이 5.7m 높이에서 아스팔트 바닥으로 떨어진 뒤에도 형태를 회복해 이동하는 로봇 ‘트라이바’를 개발했다. 연구 결과는 인공지능 분야 국제 학술지 ‘네이처 머신 인텔리전스’ 8월 11일 자에 실렸으며, 연구팀은 개발 사실을 12일 공개했다.

트라이바는 길이 36㎝의 탄소섬유 막대 3개와 탄성 케이블, 모터 6개, 배터리, 제어 기판으로 구성된 텐세그리티 로봇이다. 막대들이 직접 맞닿지 않고 팽팽한 줄의 장력으로 형태를 유지해 가볍고 유연하며 외부 충격을 흡수한다. 줄은 액체 금속을 두 겹으로 깔고 실리콘으로 감싼 신축성 센서 역할도 한다. 늘어난 정도에 비례해 전기용량이 변하며, 각 막대에 부착된 관성측정장치와 함께 움직이는 동안 몸의 형태와 진행 방향을 실시간으로 계산한다.

잔디와 얼음, 자갈, 모래에서 진행한 주행 실험에서는 지면이 달라져도 속도 차이가 크지 않았다. 트라이바가 중력을 이용해 몸을 기울이고 넘어지는 방식으로 이동하기 때문이다. 기존 텐세그리티 로봇이 오른 최대 경사는 24도였지만 트라이바는 28도 오르막을 이동했다. 5.7m 다리에서 아스팔트로 떨어뜨린 실험에서도 빠르게 원래 형태를 되찾고 다시 주행했다.

텐세그리티 구조는 로봇 몸체가 착륙 충격을 직접 흡수할 수 있어 행성 탐사와 재난 현장 투입 방식으로 연구돼 왔다. 다만 기존 장비는 충격에 강하면 스스로 움직이기 어렵고, 주행 성능이 좋으면 낙하 충격을 견디는 능력이 충분히 검증되지 않은 한계가 있었다. 트라이바는 낙하 후 복원과 자체 자세 추정, 거친 지면 이동을 함께 구현했다. 충격 저항성과 장애물 감지·제어 성능이 보완되면 크레이터 바닥 탐사나 항공기를 이용한 재난 지역 투하처럼 일반 로봇이 접근하기 어려운 환경에서 활용될 수 있다.