“인공지능?…아니죠!”...’물리적 지능’으로 길 찾는 로봇

사람이나 컴퓨터의 개입 없이 복잡한 환경을 탐색
구조 설계와 재료를 이용한 ‘물리적 지능’으로 구동
자연환경에서 수확한 열 에너지를 이용해 회전 이동
회전과 스냅 동작으로 장애물을 자율적으로 우회

소프트 로봇은 사람이나 컴퓨터의 개입 없이 미로를 탐색한다.(사진=NCSU)

인공지능(AI)의 도움 없이 미로를 빠져나오거나 장애물을 피해 길을 찾는 로봇이 나왔다. 미국 국립과학원 회보(PNAS)에 23일 게재된 논문에 따르면 노스캐롤라이나 주립대학교(North Carolina State University)와 펜실베니아 대학교(University of Pennsylvania)의 연구원들이 사람이나 컴퓨터의 개입 없이 미로같은 복잡한 환경을 탐색할 수 있는 소프트 로봇을 개발했다.

컴퓨터의 도움을 받는 인공지능과 달리 이 소프트 로봇은 특별한 구조 설계와 재료를 이용한 ‘물리적 지능(physical intelligence)’으로 구동된다. 소프트 로봇은 반투명 로티니(파스타의 일종)를 닮은 꼬인 리본 모양의 액정 탄성중합체(liquid crystal elastomers)로 만들어졌다. 주변 공기보다 뜨거운 섭씨 55도 이상의 표면에 리본을 놓으면 표면에 닿는 부분이 수축하는 반면 공기에 노출된 부분은 수축 없이 상태를 유지한다. 이것은 열에 반응하는 재료의 특성을 이용해 리본이 구르는 동작을 유도한다. 그리고 표면 온도가 높을 수록 더 빨리 굴러간다.

소프트 로봇은 특별한 구조 설계와 재료를 이용한 ‘물리적 지능(physical intelligence)’으로 구동된다. (영상=NCSU)

또한 이 소프트 로봇은 리본의 한쪽 끝이 물체에 닿으면 약간 회전(rotating)하면서 장애물을 우회한다. 그리고 로봇의 중앙 부분이 물체에 닿으면 저장된 에너지를 빠르게 방출해 몸을 약간 튕기면서 방향을 바꾸는 스냅(snapping) 동작을 취한다. 로봇은 장애물을 피할 수 있는 방향을 찾기 위해 두번 이상 스냅할 수 도 있지만 항상 명확한 경로를 찾는다. 집에서 사용하는 로봇 청소기와 유사하지만 소프트 로봇은 환경에서 에너지를 끌어오고 컴퓨터 프로그래밍 없이 작동한다.

로봇이 장애물을 통과할 수 있도록 하는 회전과 스냅이라는 동작은 기울기를 이용해 작동한다. 물체가 리본 중앙에 닿을 때 가장 강력한 스냅이 발생하고 중앙에서 멀어 질수록 약하게 스냅한다. 연구원들은 리본 모양의 소프트 로봇이 다양한 미로 같은 환경을 탐색할 수 있음을 보여주는 여러 실험을 수행했다. 또한 소프트 로봇이 사막 환경에서 모래의 경사면을 잘 오르내릴 수 있음을 보여주었다.

논문의 교신저자인 지에 인(Jie Yin)은 “이것은 흥미롭게 볼 수 있지만 더 중요한 것은 자연 환경에서 열 에너지를 얻고 도로나 거친 사막과 같은 복잡하고 구조화되지 않은 환경을 자율적으로 이동할 수 있는 소프트 로봇에 대한 새로운 통찰력을 제공한다는 것이다"라고 강조했다.

AI타임스 박찬 위원 cpark@aitimes.com

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