여섯 개의 다리를 가진 지능형 로봇

이 로봇은 커다란 대벌레처럼 생겼습니다. 곤충으로부터 영감을 받은 헥터(Hector, HExapod Cognitive auTonomously Operating Robot)는 탄력 있는 관절 및 초경량의 외골격을 갖추고 있습니다. 맥슨 드라이브가 여섯 개의 다리에서 유연한 움직임을 책임집니다.

장애물 코스 위를 조심스럽게 움직이는 헥터의 모습은 다른 로봇들과는 달리 품격 있고 우아합니다. 독일 빌레펠드(Bielefeld) 대학교의 '생체공학(Biomechatronics)' 리서치 그룹은 악셀 슈나이더(Dr. Axel Schneider) 교수의 지도 하에 대벌레를 본뜬 다리가 여섯 개 달린 보행 로봇을 개발하였습니다. 설계에서는 이 곤충의 치수가 대략 20배로 확대되었습니다. 결과적으로 헥터는 총 길이가 대략 90cm에 이르는 거대한 대벌레입니다. 해당 프로젝트의 목표는 이 곤충의 움직임을 이해하고 이의 근본적인 조정 메커니즘을 기술 체계에 접목하는 것입니다. 더 나아가 연구팀은 탄력 있는 로봇 시스템의 제어를 위한 근본적인 컨셉을 꾸준히 연구하고자 합니다.

초경량의 외골격은 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)으로 구성되어 있습니다. 드라이브의 모든 부품과 다리를 연결하는 요소들은 빌레펠드에서 설계되고 제조되었으며 알루미늄 합금으로 구성되어 있습니다. 무게 12kg의 이 로봇은 수많은 센서가 장착되어 있고 생물학적이며 분산적인 조절 원리에 의해 작동된다는 점에서 독특합니다. 특별하게 설계된 드라이브와 촉각 센서를 통해 로봇은 모든 바닥 면의 특성에 맞춰 유연하게 움직일 수 있습니다. 현재 헥터는 약간 울퉁불퉁한 지형 위를 걸어 다닐 수 있으며, 계단과 같은 작은 장애물도 문제 없이 넘어 다닐 수 있습니다.

하나의 다리 - 세 개의 맥슨 모터
이 보행 로봇의 다리는 각 세 개의 관절로 구성되어 있어, 18개의 관절의 움직임이 동시에 제어되어야 합니다. 이를 위해 각 다리마다 세 개의 맥슨 브러시리스 EC 45 flat 모터가 설치되어 있습니다. 50W의 강한 드라이브는 옆면에 접속반이 없는 형태로 특별 디자인되었습니다. 18개의 다리 관절들은 생물학에서 영감을 받은 제어 알고리즘에 따라 제어됩니다. 이를 위해 알맞은 제어 장치를 갖춘 드라이브 전자장치가 드라이브 내에 내장되어 있습니다. 드라이브를 탄성 있게 제작하기 위해서 특수 개발된 탄성 중합체 커플링이 직접 드라이브 내에 집약되었습니다. 연구팀에 있어 모터가 크기가 작고 무게가 가벼우면서도 높은 토크를 내는 것이 중요했습니다. "또한 모터의 길이는 최대한 짧아야 한다. 이는 총 드라이브의 길이 또한 다른 요소들과 마찬가지로 다리의 움직임을 제한할 수 있기 때문이다. 따라서 우리는 EC 45 flat 50W 모터로 결정했다." 연구 그룹의 연구원이자 헥터의 개발자 및 설계자인 얀 파스카르바이트(Jan Paskarbeit)가 말합니다.

지능적이고 간단한 움직임
헥터는 지능 면에 있어서는 곤충들에 비해 아직은 불리할지 몰라도, 다리 제작에는 이미 복합적인 센서 데이터들이 이용되었습니다. 이 로봇은 혼자 걸어 다닐 수 있고 장애물에도 반응합니다. "곤충이 일종의 단순한 지능을 갖고 있다는 점에는 의심의 여지가 없다. 그렇기 때문에 헥터에게서도 단순하고 지능적인 움직임을 기대할 수 있을 것이다. 지능적인 움직임에 있어 여러 중요한 특성 중 하나는 바로 순간 순간을 초월하는 계획을 세우는 것이다. 현재 시스템 상에서 테스트된 로봇 제어 기술의 첫 번째 변화는 바로 로봇들에게 계획을 세울 수 있는 능력을 제공하고 이러한 의미에서 로봇을 더욱 더 지능적으로 만드는 것이다."고 파스카르바이트가 설명합니다. 2017년 안에 빌레펠드의 엑설런스 클러스터 인지 상호 작용 테크놀로지(CITEC/Cognitive Interaction Technology) 내부와의 합동 연구를 통해 보행 로봇에 추가적인 기능이 장착될 것입니다.

 © maxon motor ag

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