미국 매사추세츠공대(MIT) 연구진이 물 위에서 스스로 더 큰 구조물로 조립되고, 분리됐다가 다른 형태로 다시 결합하는 소형 로봇보트 군집 ‘플로트폼(FloatForm)’을 공개했다. 사람의 개입은 최소한에 그친다. 각 로봇은 가로세로 21센티미터, 접시만 한 크기의 독립된 소형 선박으로 자체 추진기와 센서, 자석식 걸쇠를 갖췄다. 연구진은 이를 통해 재난 이후 임시 플랫폼, 운하 위 시장, 축제용 무대처럼 필요할 때 나타났다가 사라지는 적응형 수상 인프라를 그렸다.
이 연구는 학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 오픈액세스로 게재됐으며, MIT 컴퓨터과학·인공지능연구소(CSAIL) 소장인 다니엘라 러스 교수와 센서블 시티랩을 이끄는 카를로 라티 교수 연구실에서 나왔다. 러스 교수는 자율 보트가 다리와 플랫폼 등 유용한 구조물로 스스로 조직화하는 미래를 그린 프로젝트라며, 이런 분산 로보틱스가 이동성과 재난 대응, 공공 공간, 수상 인프라에 새로운 가능성을 연다고 밝혔다. 논문 제1저자로 현재 위스콘신대 매디슨 해양로봇연구소를 이끄는 웨이 왕 전 MIT 연구원은 정적인 수면을 동적이고 프로그래밍 가능한 공간으로 바꾸는 것이라고 설명했다.
핵심 아이디어는 생물학에서 왔다. 불개미는 홍수 때 지휘자 없이 각자 단순한 규칙만 따라 몸을 엮어 살아있는 뗏목을 만드는데, 연구진은 여기서 착안해 각 로봇이 독립 개체로 작동하도록 설계했다. 기존 자가 조립 로봇 시스템 대부분이 중앙 컴퓨터가 모든 움직임을 지시하는 방식이라 단일 장애점에 취약하고 확장이 어려웠던 반면, 플로트폼은 가벼운 중앙 계획기가 최종 위치를 정해 격자 정밀도만 보장하고 나머지 이동·충돌 회피·외란 대응은 이웃 로봇과 위치를 주고받으며 각 로봇이 처리한다. 덕분에 군집 전체가 동시에 움직이며, 계획의 복잡도는 전체 군집 규모가 아니라 인접 이웃 수에만 좌우된다.
MIT 실험에서 로봇 8대는 무작위 위치에서 목표 형태로 모여 단단한 구조로 걸린 뒤, 명령에 따라 분리되고 새 형태로 재조립됐으며, 하나의 선박처럼 수영장을 가로질렀다. 각 시행에는 4~8분이 걸렸고, 시뮬레이션에서는 64대 규모까지 원활하게 확장됐다. 로봇은 중앙의 단일 서보 모터가 오리가미에서 착안한 구조를 구동해 사방의 영구자석을 안팎으로 움직여 결합하는데, 걸쇠를 유지하는 동안에는 모터를 꺼도 상태가 유지돼 전력을 거의 쓰지 않는다. 10회 시험에서 로봇 4대는 90%, 8대는 70%의 확률로 사람 개입 없이 임무를 완수했다. 연구진은 실제 운하나 항만으로 나가려면 걸쇠 보강과 GPS·비전 기반 센싱 전환이 필요하다면서도, 오프쇼어 점검용 임시 플랫폼과 재난 대응용 도킹 스테이션 등 도시 운하를 넘어선 활용을 전망했다.
저작권자 © STORIUM 무단전재 및 재배포 금지
