인공지능과 로봇으로 '바빌론 공중정원' 만든다

▲ 바빌론의 공중정원(이미지=위키백과)

바빌론의 공중정원은 고대 바빌론에 위치했던 거대한 정원이다. 고대 세계 7대 불가사의 중 하나로 꼽힌다. 각종 나무, 관목, 덩굴 식물들을 층층히 심은 계단식 정원으로, 그 이름 때문에 공중에 떠있는 것처럼 오해되기도 한다. 바빌론의 공중정원은 기원전 9세기 바빌론을 다스렸던 전설적인 여왕 세미라미스의 이름을 빌려 ‘세미라미스(Semiramis)의 정원’으로 불리기도 한다.

스위스 취리히 연방공대(ETH Zurich)는 인공지능과 4개의 로봇팔을 이용해 22.5미터 높이의 그린 건축 조각을 만드는 ‘세미라미스’ 프로젝트를 추진하고 있다. 현대판 바빌론의 공중정원인 셈이다. 

▲ 스위스 취리히연방공대가 건설 중인 공중정원 이미지(사진=스위스 취리히 연방공대)

연구진이 공개한 이미지에 따르면 공중에 목재로 만들어진 5개의 팟(pod)이 설치되고, 그 위에 각종 식물들이 자란다. 마치 공중에서 나무들이 자라는 것 처럼 보인다. 

이 프로젝트는 취리히 연방공대 파비오 그라마치오 교수와 마티아스 콜러 교수에 의해 주도되고 있다. 뭴러 일리엔 조경 건축가, 건축기업인 팀바텍(Timbatec) 등도 참여하고 있다. 5개의 목재 팟은 기하학적으로 매우 복잡한 모양을 하고 있으며, 전체 구조물은 8개의 강철 기둥에 의해 지탱되고 있다.

이번 프로젝트는 전통적인 설계 프로젝트 방식을 취하고 있지 않다. 인공지능이 설계안을 제안했다. '스위스 데이터사이언스센터'와의 협력으로 개발한 머신러닝 알고리즘이 연구자들에게 정교한 설계 옵션을 제공하면, 실시간으로 설계를 미세조정하면서 전체 건축물을 완성해 간다.

연구진은 대학내 증강현실 연구실인 ‘이머시브 디자인랩(Immersive Design Lab)’과의 협력을 통해 3차원의 가상 공간에서 디자인을 탐구하고 실시간으로 미세 조정을 진행했다. '컴퓨팅 로보틱스랩(Computational Robotics Lab)'은 소프트웨어를 이용해 51~88개의 목재 패널로 구성되어 있는 각각의 목재 팟의 기하학적인 구조에 변화를 준다. 소프트웨어내 기하학적 구조의 단일 포인트를 움직이면 전체 기하학이 자동으로 조정된다. 패널의 최대 가능한 무게 등 각종 제조 매개변수를 고려해 가장 효율적이고 부하를 잘 견딜 수 있는 구조를 생성하는 것이다. 

▲ 로봇들이 목재 패널을 조립해 목재 팟을 만들고 있다(사진=스위스 취리히연방공대)

이렇게 만들어진 설계도에 따라 4대의 로봇팔이 목재 패널을 정확한 위치로 옮겨 정밀 조립을 지원한다. 알고리즘은 실행 중에 충돌이 발생하지 않는 방식으로 로봇의 움직임을 계산한다. 로봇들이 4개의 패널을 서로 이웃한 곳에 놓고 임시로 결합하는 작업을 한다. 최종적으로 공예가들이 그것들을 특수 수지로 접착한다. 

연구팀은 내년 봄까지 건축물을 완성하고 실제 식재 작업도 마칠 예정이다.