지능형 로봇의 이동 기구

 로봇이 움직이기 위해서 사용되는 장치를 작동기(actuator)라고 한다. 바퀴를 움직이는데 DC모터가 사용되기도 하고 관절을 움직이는데 서보 모터(servo motor)가 사용되기도 한다. 큰 힘을 필요로 하는 경우 유압/공압 작동기 등이 사용되기도 하지만 모터가 주로 채용되어 사용된다.

1 바퀴 주행

 로봇을 주행시키는데 사용되는 고전적인 방식은 역시 바퀴 주행이다. 주행 로봇(mobile robot), 즉 바퀴의 회전에 의해 이동하면서 위치 정확성이나 주변 환경 인식을 하는 등 주행 성능을 향상시키는 연구가 활발히 수행되어 왔다. 바퀴의 숫자에 따라 이륜, 사륜, 육륜 등 다양한 방식이 있다.

[그림 1] 이륜 로봇의 예

[그림 2] 사륜과 육륜 로봇의 예

[그림 3] 화성탐사로봇 소저너(sojourners

 단순한 바퀴를 이용한 주행은 불규칙하고 험한 환경에서 주행하기에 불리하므로 다수의 바퀴를 연결한 무환궤도(caterpillar) 주행 방식도 많이 사용된다.

[그림 4] 무환궤도 로봇의 예

 특수한 예로 하나의 볼(ball) 위에서 균형을 잡으며 이동하는 형태의 로봇도 있다. 이 경우 볼을 전방향으로 굴리기 위해서 2~3개의 모터가 이용된다.

[그림 5] ballbot의 예

2 다리를 이용한 보행

 인간의 걸음걸이를 모방한 2족 보행 방식은 평면뿐만 아니라 계단, 사다리 등 장애물이 있는 환경에서 모두 주행이 가능하다. 하지만 다리를 이용하는  방식은 바퀴를 이용하는 경우에 비해서 기술적으로 훨씬 더 복잡하고 난해한 문제가 많다.

 근래에 로봇 분야 특히, 휴머노이드(humanoid)로봇의 출현으로 로봇에 대한  대중적인 관심도 매우 높은 편이다. 휴머노이드는 인간의 외양, 모습, 행태 등을 닮아서 인간의 행동을 할 수 있는 기능을 갖춘 로봇으로, 사람에 의해 이루어져 왔던 노동, 서비스 등을 대체할 수 있는 가능성을 가진다는 점에서 무한한 발전 가능성을 가진 산업 분야이다.

[그림 6] 이족 보행로봇(휴머노이드)의 예

 휴머노이드의 연구는 2000년대 초반 대중에게 공개되어 잘 알려진 일본 혼다사의 아시모(asimo)와 소니사의 큐리오(qrio)를 비롯하여 동경공대의 HRP, 와세다대학교의 와비안(wabian) 시리즈 등 대학교와 연구 기관에서 그 성능과 안정성을 높이는 연구가 이루어지고 있다. 미국과 북유럽의 독일, 프랑스, 네델란드 등에서도 보행이 가능한 단순 구조 로봇의 실험을 기반으로 환경에의 적응성과 보행 안정성을 높이고다 하는 연구가 진행되고 있다. 우리나라도 카이스트의 휴보(hubo)와 키스트의 마루(mahru)등의 연구를 기반으로 세계 수준에 발맞춰 나가고 있다. 특히 휴보의 경우 2015년도에 치러진 DARPA 로보틱스 챌린지에서 우승을 차지하며 세계적으로 주목을 받았다.

[그림 7] 이족 보행 로봇들 (왼쪽부터 HRP, 와비안, 마루, 휴보)

 동물의 보행을 흉내낸 4족 로봇도 활발하게 개발되고 있으며 험난한 지형에서 이족 보행보다 더 안정적인 주행을 할 수 있다는 특징이 있다.

[그림 8] 4족 보행 로봇

또는 곤충의 보행을 모방한 6족 이상의 로봇도 있다.

[그림 9] (a) 6족 로봇 (Intel Hexapod) (b) 오락용 8족 거미 로봇

3 드론(drone)

 드론은 무인 비행체인데 보통 세 개 이상의 프로펠러를 이용하여 공중을 날아서 이동할 수 있는 소형 로봇일 지칭한다.

[그림 10] 다양한 드론들

이미 공중 촬영용으로 널리 사용되고 있으며 세계적인 전자상거래 회사인 아마존에서 드론을 이용하여 주문 제품을 한 시간 안에 배달해 주는 서비스를 발표하여 주목을 받기도 했다. 그 이외에도 오락용, 농업용(농약 공중 살포)라든지 사람이 탈고 다닐 수 있는 드론 등 그 활용 폭을 넓히기 위한 연구와 제품 개발이 활발히 진행되고 있다.

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