물에 빠진 사람들을 구조하는 자율 로봇

문광주 기자 / 기사승인 : 2021-03-02 10:14:12
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- 로봇이 물에 빠진 사람들의 전형적인 움직임 인식하고 등에 메고 해안으로 온다.
- 로봇은 길이 90cm, 너비 50cm 프레임에 배터리, 드라이브, 카메라 및 다양한 센서 장착돼
- 수영장에서 천정 카메라가 인식하고 정보를 로봇에 전송
- 프로토타입, 3m 깊이에서, 80kg 인체모형 테스트 성공적

물에 빠진 사람들을 구조하는 자율 로봇
수중 로봇이 익사하는 사람을 인식하고 독립적으로 해안으로 데리고 온다.

 

인명 구조원으로서의 로봇 : 
미래에는 자율 로봇이 해수욕장이나 수영장에서 익사하는 사람들을 찾아 해안으로 데려올 수 있다. 로봇은 도움을 구하는 사람들의 전형적인 움직임을 인식하고 그들에게 헤엄쳐서 "등에 짊어지고" 온다. 독일 연구자들이 해수욕장에서 개발한 이 기술의 첫 번째 테스트는 이미 성공적이었다. 이제 프로토타입을 더 세밀하게 다듬어야 한다.

▲ 자율 로봇은 익사하는 사람들을 독립적으로 찾아 구조할 수 있다. 여기서는 인체 모형 테스트다.

© S. Thomas / Wasserwacht Halle.


수중 로봇은 해양 연구에서 없어서는 안 될 부분이 됐다.
원격 제어 또는 자율 다이빙 로봇은 잠수함 화산, 심해 참호 또는 극지 해빙 아래의 생명체를 탐색하고 매핑하는 데 도움이 된다. 우리는 또한 난파선이나 희귀 해양 동물의 독특한 비디오 이미지를 이러한 수중 차량에 빚지고 있다.

구조 대원으로서의 자율 로봇

미래에는 자율 다이빙 로봇이 인간의 생명을 구할 수도 있다.
일메나우(Ilmenau)에 있는 프라운호퍼 옵트로닉스, 시스템 기술 및 이미지평가 연구소(IOSB)의 연구팀이 할레(Halle) 수중 구조대와 함께 특수 수중 차량을 개발했다.
큰 장점은 자율 수중 로봇은 수영장 감독관이나 인명 구조원이 다른 곳에서 일을 하거나 젊은이 부족으로 일손이 필요할 때도 작동한다.

구조 로봇은 길이 90cm, 너비 50cm 프레임으로 구성되며 배터리, 드라이브, 카메라 및 다양한 센서가 장착돼 있다. 이것은 로봇이 물속에서 독립적으로 움직일 수 있게 하고 목표물(이 경우 익사하는 사람)으로 향한다. 고정 및 캐치 장치는 의식이 없는 사람들이 회복하거나 부상할 때 미끄러지지 않도록 한다. 

익사하는 사람들의 전형적인 자세와 움직임에 반응

수영장이나 해수욕장의 도킹 스테이션에 배치된 로봇은 사람들이 물속에서 도움이 필요하다는 것을 스스로 인식한다. "누군가가 위험에 처해 있음을 나타내는 일반적인 몸 자세가 있다"라고 Fraunhofer 연구원 헬게 렌케비츠(Helge Renkewitz)는 설명한다.
수영장에 있는 로봇은 홀 천장에 부착된 감시 카메라에서 이에 대한 정보를 수신한다.
카메라는 수영장에서 익사하는 사람의 움직임 패턴과 위치를 등록하고 좌표를 로봇에 보낸다.

해수욕장에서는 드론이나 풍선 시스템이 감시 카메라의 작업을 대신한다.
"이 드론과 광고 풍선에는 카메라를 쉽게 장착 할 수 있다"고 Renkewitz는 말했다.
로봇이 데이터를 기반으로 익사한 사람을 인식하면 카메라를 이용해 위기에 처한 사람을 찾아 내거나 음향 센서를 통해 탁한 물속에서 사람을 찾아 수면으로 운반한다.

수영장, 호수에서 성공적인 테스트

연구원들은 Halle an der Saale 근처의 Horseshoe Lake에서 열린 수역 테스트에서 이것이 완벽하게 작동한다는 것을 이미 입증했다.
3m 깊이까지 내려진 80kg의 인체 모형이 구조 로봇에 의해 픽업되어 표면에 고정되었다.
1초 이내에 물을 흘려보내고 구조 대원들이 이미 기다리고 있던 벤치까지 40미터 거리의 최단 경로를 택했다.
▲ 구조 로봇의 프로토 타입은 인체 모형을 해안으로 성공적으로 가져 왔다. © 프라운호퍼 IOSB-AST

로봇이 움직일 때 전송되는 신호로 경고를 받았다.
“전체 구조 작업에는 2분이 소요됐다. 사고를 당한 사람은 영구적인 손상을 배제하기 위해 5분 이내에 소생해야 한다. 이 중요한 시간을 아무런 문제없이 해결할 수 있었다”고 Renkewitz는 말했다.

다음 버전 이미 작업 중

과학자들의 목표는 이제 자율 구조 시스템을 더욱 소형화하고 수영장이나 내수에서 사용하기 위해 다양한 버전을 구축하는 것이다.
무엇보다 새로운 수중 로봇은 기존 수중 차량을 기반으로 한 이전 프로토타입보다 더 작고 가벼우며 비용면에서 효율적이어야 한다. 대신 미래의 로봇은 유선형 광선 디자인을 가져야 한다.

물 로봇은 이미 특허 등록을 마쳤다.
수정된 버전에서는 다른 작업을 수행할 수 있다.
예를 들어 해양 및 댐 검사 중에 또는 양식장에서 물고기의 건강을 모니터링할 수 있다. Renkewitz는 "적용 영역이 넓고, 우리의 수중 차량도 예를 들어 수역에서 고고학적 발견물을 추적하고 테스트하는 데 적합다"고 설명했다.
출처 : Fraunhofer Society

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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