평지는 바퀴로 달리다가 험한 길에선 바퀴에 갈퀴 다리를 까워 걸어가듯 이동하는 로봇.

바다에선 오리발을 신고, 산에 갈 때는 등산화를 찾는다. 사람처럼 도로 사정에 따라 발 모양을 바꾸는 트랜스포머 로봇이 개발됐다.

국제전기전자공학회(IEEE)가 발간하는 스펙트럼지는 지난 4일(현지 시각) “미국 조지아 공대의 아니르반 마줌다르 교수 연구진이 온라인으로 진행되고 있는 국제로봇자동화학술대회(ICRA)에서 평지는 바퀴로 달리고 도로 사정이 나빠지면 갈퀴 모양의 다리로 걸어서 이동하는 로봇을 발표했다”고 전했다.

◇로봇팔로 스스로 바퀴-다리 교체 작업도

자동차가 모래에 빠지면 바퀴가 헛돌고 꼼짝하지 못한다. 하지만 사람은 두 다리로 모래사장이든 눈밭이든 문제없이 이동한다.

연구진은 이를 로봇에 적용했다. 길이 울퉁불퉁해지면 바퀴 가운데 있는 T자형 홈에 갈퀴 모양의 로봇 다리를 끼운다. 이제 로봇은 마치 곤충처럼 갈퀴 로봇 다리를 움직여 험한 길을 걸어갈 수 있다.

로봇이 바퀴에 갈퀴 모양의 다리를 스스로 장착하는 과정.

특히 로봇은 자체 로봇팔로 바퀴 교체를 직접 할 수 있다. 길이 험해지면 로봇팔이 동체에 들어 있는 로봇다리를 꺼내 바퀴에 끼운다. 로봇다리는 자석의 힘으로 미끄러지듯 홈에 결합한다. 다리 교체는 13초면 됐다.

이번 논문의 제1저자인 레이먼드 킴 연구원은 스펙트럼 인터뷰에서 “해군은 물에선 오리발을 끼고 육지에서 작전할 때는 군화로 갈아 신는다”며 “로봇도 상황에 따라 추진 장치를 교환하면 이동의 효율성이 높아질 것이라고 생각했다”고 밝혔다.

◇모래사장과 물도 이동할 다리 교환 목표

연구진은 앞으로 로봇다리 교환 작업을 완전 자동화하겠다고 밝혔다. 이를 위해 로봇이 내장 지도나 센서로 지형을 파악해 바퀴로 갈지 로봇다리로 바꿀지 결정할 수 있도록 할 계획이다.

로봇의 추진 시스템 교환 형태. 왼쪽은 평지를 갈 때 바퀴를 이용하는 모습이고 오른쪽은 험지에서 갈퀴 로봇다리를 장착한 모습.

또 로봇이 교환할 수 있는 추진 시스템을 다양화하는 연구도 준비하고 있다. 이를테면 눈이나 모래, 물에서 로봇이 이동할 수 있게 노나 징이 달린 바퀴로 바꾸는 식이다.

연구가 발전하면 바퀴 형태를 바꾸는 것뿐 아니라 꼬리를 달거나 앞쪽에 쟁기를 장착하는 식으로 로봇이 기능에 맞게 형태를 스스로 바꾸는 일도 가능하다고 레이먼드 킴 연구원은 밝혔다. 진정한 트랜스포머 로봇이 구현되는 것이다.