MIT "새로운 로봇 어셈블러로 우주 정거장 건설에 사용 가능"

문광주 기자 / 기사승인 : 2020-01-01 23:02:29
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새로운 어셈블러의 프로토타입, 소위 "복셀(voxels)"인 경량 플라스틱 큐브로 구성되며 자석을 통해 서로 결합 될 수 있다.

미국 연구원들이 단순하고 통일된 기본 모듈에서 복잡한 설계를 할 수 있는 새로운 종류의 로봇을 개발했다. 이 어셈블러의 참신함은 빌딩 블록 모듈과 밀접한 관련이 있다. 간단한 로봇에 복잡한 기능을 제공한다. 미래에, 이러한 로봇 시스템은 예를 들어 달 기지 또는 우주 정거장의 건설에 사용될 수 있다. NASA와 에어 버스가 이미 스폰서 중 하나다. 

다양한 2 차원 및 3 차원 구조를 구축 할 때의 어셈블러 로봇.

© Benjamin Jenett/ MIT 


로봇 공학과 나노 기술에 대한 오래된 꿈은, 가장 단순하고 통합된 빌딩 블록에서 상상할 수 있는 모든 물체와 구조를 구성할 수 있는 로봇을 만드는 것이다. 공상 과학의 복제자가 되는 것이다. 예를 들어 이 로봇은 더 큰 형태로 미래의 달 기지를 구축하거나 표토(regolith 달의 표면)로 화성 정거장을 만들 수 있다.

시스템으로서의 로봇 및 빌딩 블록

이러한 어셈블러를 향한 첫 걸음은 미국 연구원들이 MIT (Massachusetts Institute of Technology)의 네일 거센펠드(Neil Gershenfeld)와 동료들이 성공했다. 그들은 디자인이 단순하지만 간단한 구성 요소로 복잡한 모양을 만들 수 있는 로봇을 개발했다. 이 어셈블러는 각각 구부러진 팔 또는 다리와 비슷하며 끝이 발과 손을 잡는 역할을 한다.
이 로봇의 특징은, 로봇이 구조를 구성하는 요소와 형태 및 기능이 밀접하게 결합돼 있다.
Gershenfeld는 “이러한 종류의 로봇은 새로운 로봇 공학의 핵심이다. 로봇을 구조물과 분리 할 수 ​​없으며 둘 다 시스템으로 함께 작동 한다"고 설명했다. 이 원리는 로봇이 특히 복잡하거나 지능적 일 필요는 없지만, 그럼에도 불구하고 다양한 구성에 사용될 수 있다. 

본질적으로 매우 간단하지만, 이러한 어셈블러 로봇은 복잡한 구조를 구축하고 유지할 수 있다.

   © Benjamin Jenett/ MIT 


오리엔테이션으로 재료 운반

새로운 어셈블러의 프로토타입에서 기본 구성 요소는 소위 "복셀 (voxels)"인 경량 플라스틱 큐브로 구성되며 자석을 통해 서로 결합 될 수 있다.
로봇은 이러한 모듈을 차근차근 이동해 명령 코드에 따라 지시된 방식으로 쌓는다.
첫 번째 테스트에서 어셈블러는 다양한 2차원 및 3차원 구조를 구성했다.
Gershenfeld의 동료 벤쟈민 제넷(Benjamnin Jenett)는 로봇이 구성 요소와의 정렬로 인해 추가적인 네비게이션 시스템이 필요하지 않다고 말한다.
"로봇이 한 걸음도 놓치지 않는 한 항상 위치를 알고 있다." 레고와 마찬가지로 베이스 플레이트의 너브(NUV; Near visible ultraviolet 근자외선)가 방향을 지시하고 기본 구성 요소는 방향을 알려준다.

보다 복잡한 건축을 위한 그룹 작업

또 다른 장점은, 어셈블러는 그룹으로 함께 작동하여 비교적 짧은 시간에 크고 복잡한 구조를 완성 할 수 있다. 로봇을 조정하는 특수 소프트웨어 덕분에 가능하다. "킬로봇" 혹은 하버드 대학교 건설 로봇의 디자인 로봇과 마찬가지로 개별 로봇은 매우 지능적일 필요는 없다. 복잡성은 상호 작용을 통해서만 발생한다. 설계가 완료되면 어셈블러는 필요할 때 작동 상태를 유지할 수 있다. 구조를 계속 이동하고 시간이 지남에 따라 발생하는 손상을 복구한다.

"우주 정거장이나 달 기지에서 이 로봇은 구조물에 지속적으로 살면서 꾸준히 유지 보수 및 수리를 할 것"이라고 Jenett은 설명한다. 예를 들어, 미세한 운석으로 인한 손상을 제거 할 수 있다.

재정지원자, NASA와 Airbus

이 어셈블러는 구성이 다소 단순하고 실용적이지 않은 빌딩 블록을 사용했다.
이 "Bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorer"(BILL-E) 진수의 원리는 연구원들이 설명하는 것처럼 다른 재료와 모듈로 옮겨질 수도 있다. 결과적으로, 이러한 로봇은 예를 들어 달 또는 궤도로 보내져 우주 정거장이나 달 기지를 위한 구성 요소가 될 수 있다. 달 정거장의 경우 그들은 달의 regolith에서 표준화된 벽돌을 건물 모듈로 사용할 수 있었다.
실제로 일부 잠재적 사용자는 NASA 및 유럽 항공기 제조업체 Airbus를 포함해 어셈블러에 이미 관심을 보였다. 둘 다 미래에 그러한 로봇을 실용화 할 수 있기를 희망하면서 이 시스템에 대한 MIT 연구원의 작업을 촉진하고 있다.

IEEE Robotics and Automation Letters, 2019; doi : 10.1109 / LRA.2019.2930486
출처 : MIT (Massachusetts Institute of Technology)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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