<그림. KISTI 미리안 사진자료
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

기술 박람회에서 2족 보행 소방 로봇을 공개한 미 해군

2015년 2월 4일에 개최된 미래의 해군 과학 및 기술 박람회(Naval Future Force Science & Technology EXPO)에서 과학자들은 소방 로봇 시작품을 공개하였다. 또한, 이 박람회에서 과학자들은 소방 로봇 시작품이 지난해(2014년) 가을에 퇴역한 미 해군전함 섀드웰(USS Shadwell)에 탑승하여 성공적인 시연을 수행하였다고 전했다.

미 해군 연구소(ONR: Office of Naval Research)가 연구 자금을 지원하는 선상 자율 소방 로봇(SAFFiR: Shipboard Autonomous Firefighting Robot)은 2014년 11월 3~5일에 수행된 일련의 실험에서 불규칙한 바닥을 걷고, 과열된 장비를 식별하기 위하여 열 영상(thermal imaging)을 이용하였으며, 작은 화재를 진압하기 위하여 호스를 사용하였다.

선상 자율 소방 로봇(SAFFiR)은 버지니아 공대(Virginia Polytechnic Institute and State University)의 연구자들이 개발하였으며, 2개의 다리를 가지는 2족 보행의 인간형 로봇이다. 이 로봇은 해군 함정에 탐승하여 손상 통제 및 조사를 수행하는 무인 시스템에 대한 미 해군 연구소(ONR)의 평가를 돕고 있으며, 미 해군의 과학 및 기술 전략(Science and Technology Strategy)이 가지는 핵심 영역인 자율성 및 무인 시스템을 지원하고 있다.

"우리는 선박에 탑승하여 이동할 수 있고, 문과 소방 호스를 조작할 수 있고, 연기 속에서 보고 길을 찾을 수 있는 센서를 갖춘 인간형 로봇을 만들고 시연하기 위하여 연구를 시작하였다. 장기적인 목표는 배의 선원들이 화재에 직접적으로 노출되는 위험을 제거하는 것”이라고 인간-로봇 상호작용 및 인지 신경과학(cognitive neuroscience)을 위한 미 해군 연구소(ONR) 프로그램의 관리자인 토마스 맥케나(Thomas McKenna) 박사가 말했다.

선상 자율 소방 로봇(SAFFiR)은 신장이 5피트 10인치(178센티미터), 무게가 143파운드(64.9킬로그램)이다. 이 로봇이 가지는 독특한 기구적 설계로는 복잡한 공간에서 조작할 수 있도록 초인간적인 동작 범위를 가지는 것이다. "특히 2족 보행 로봇의 경우 불균일한 임의의 지형에서 균형을 유지하는 것은 매우 어렵다. 전신 운동량 제어(whole-body momentum control) 방법은 이 로봇이 불확실하고 불안정한 표면상에서 무게 중심을 유지하도록 모든 관절의 위치를 최적화하도록 만들었다”고 버지니아 공대에서 기계공학 부교수로 있는 브라이언 라티머(Brian Lattimer)가 설명하였다.

적외선 입체비전 센서, 회전하는 광 탐지 및 거리 측정 레이저(LIDAR: laser for light detection and ranging) 등을 포함하는 센서 집합은 선상 자율 소방 로봇(SAFFiR)이 자욱한 연기 속에서 볼 수 있도록 한다. 이 인간형 로봇은 측정된 걸음만큼 걷고, 스스로 호스를 다루도록 프로그래밍되었다. 그러나 현재로는 컴퓨터 콘솔에 위치한 연구자로부터 지시를 받는다. “이 로봇은 자율적으로 작업을 수행할 수 있는 능력을 가졌다. 그러나 우리는 로봇이 수행하는 어떠한 형태의 작업이라도 조작자가 개입할 수 있도록 만들었다”고 브라이언 라티머가 말했다.

토마스 맥케나 박사는 장기간에 걸친 조사 및 연구 프로그램의 일환으로 좀 더 진보된 설계를 수행하도록 연구 자금을 지원할 계획이다. 이러한 청사진에는 향상된 지능, 개선된 통신 능력, 더 빠른 속도, 더 좋은 연산 능력, 더 오래 임무를 수행하기 위한 배터리 수명 등을 갖추는 로봇을 개발하는 것이 포함된다.

“우리는 이러한 로봇이 갖출 수 있는 다른 종류의 센서들을 살펴보고 있다. 예를 들어 2족 보행 로봇은 선상 측정, 침식 및 누설 탐지를 위한 스캔 등을 수행하도록 구성되고, 선실이 원래의 구성과 다른 형상을 가지는 변경이 있는지를 식별할 수 있도록 만들어질 수 있다. 이처럼 상당한 시간이 소요되는 연구를 수행하여 선상 자율 소방 로봇(SAFFiR)은 선원을 해방시켜서 선원들이 본연의 훈련이나 기술을 연마하는 데 더 많은 시간을 활용할 수 있도록 도움을 제공할 수 있을 것”이라고 토마스 맥케나 박사가 설명하였다.

비록 선상 자율 소방 로봇(SAFFiR)이 더 높은 지능을 갖게 되더라도 선원으로부터 지시를 받을 것이며, 화재나 다른 위험한 사건이 발생한 경우 원격에서 일하고 있는 감독자로부터도 명령을 받게 될 것이다. “우리는 인간과 로봇의 협업팀을 목표로 연구하고 있다. 이것은 소위 인간과 로봇이 함께 일하는 하이브리드 군대(hybrid force)가 될 것”이라고 토마스 맥케나 박사가 덧붙였다.

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