美 칼텍, 공중을 나는 2족 보행 로봇 '레오나르도' 개발

▲ 공중을 나는 2족 보행 로봇 '레오'(사진=칼텍)

美칼텍(Caltech) 정순조 교수 연구팀이 드론과 로봇 기술을 결합한 하이브리드 로봇 ‘레오나르도’(LEONARDO·LEgs ONboARD drOne, 약칭 레오)를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 관련 논문을 전문 학술지인 ‘사이언스 로보틱스’ 최신호에 게재했다.

이 로봇 개발을 주도한 칼텍 산하 자율시스템 및 테크놀로지스센터(CAST)는 레오가 다관절 로봇과 프로펠러 기반의 추진장치를 결합했으며, 정교하게 제어 가능한 최초의 로봇이라고 소개했다.

연구논문 교신저자인 정순조 교수는 자연에서 영감을 받아 이 로봇을 설계했다고 밝혔다. “새들이 날개짓을 하고 전화선을 깡충깡충 뛰어다니는 방법을 생각해 보라. 새들은 걷기와 날기를 오가면서 복잡하면서도 흥미로운 행동을 한다. 우리는 그것을 이해하고 배우고 싶었다”고 말했다.

다관절을 갖춘 2족 보행 로봇인 레오는 크기 2.5피트(75cm)에 몸무게는 2.5kg이다. 프로펠러 기반의 추진기를 장착, 허공을 날 수 있는 게 특징이다. 보행이 불편한 계단을 만나면 바로 비행 모드로 전환할 수 있다. 스케이트 보드 타기, 외줄 타기 등 고난도 동작이 가능하다. 연구팀에 따르면 사람은 보행시 몸의 균형을 유지하면서 무게중심이 앞으로 이동하도록 다리의 위치와 방향을 조절하는데, 레오 역시 동일한 방식으로 보행 동작을 수행한다.

로봇 보행시 강한 바람이 불거나 막대기로 밀더라도 넘어지지 않고 균형을 유지할 수 있다. 레오는 평지 보행시 544와트의 전력을 소모하는데, 이중 445와트는 프로펠러에 활용되고, 99와트는 전자장치와 다리의 작동을 위해 쓰인다. 비행시 전력 소비량은 거의 2배에 달한다. 비행시 최고 속도는 초당 3m다.

이 프로젝트는 2019년 여름에 처음으로 시작됐다. 연구팀은 레오가 더 많은 무게를 지탱할 수 있도록 로봇의 다리 디자인을 변경하고, 로봇에 심층신경망 기반의 드론 착륙 알고리즘을 탑재해 레오가 다른 위치로 이동할때 보행과 비행을 조합하는 방법에 관해 스스로 결정할 수 있도록 할 계획이다.