새 연구: 개미에서 영감을 받은 기술로 로봇의 내비게이션 방법 혁신되다

Seoul델프트 공과대학의 연구진은 작은 로봇이 길을 찾는 새로운 방식을 개발했습니다. 이 로봇들은 시각적 단서를 이용하고 자신이 움직인 거리를 계산하여, 마치 개미처럼 길을 찾아갑니다. 이 방법은 작은 로봇들이 처리 능력과 배터리 수명이 제한적이기 때문에 중요합니다. 이 연구 결과는 사이언스 로보틱스에 2024년 7월 17일에 발표되었습니다.

이것이 중요한 이유는 다음과 같습니다:

• 계산 및 메모리 요구 사항을 최소화합니다.
• 외부 인프라 없이 작은 로봇이 자율적으로 이동할 수 있게 합니다.
• 산업 검사 및 농업 분야에서의 잠재적 응용이 가능합니다.

수십에서 몇백 그램 정도의 작은 로봇은 안전성과 효율성을 높일 수 있습니다. 이러한 로봇은 좁은 공간을 쉽게 이동할 수 있으며, 사람에게 부딪힐 경우에도 위험이 적습니다. 그러나 크기가 작기 때문에 대형 로봇에서 사용하는 무겁고 전력을 많이 소비하는 센서를 장착할 수 없습니다. 일반적인 내비게이션 도구인 GPS나 LiDAR는 너무 크거나 이러한 작은 로봇에 적합하지 않을 수 있습니다.

TU Delft 팀은 자연을 연구하여 해결책을 찾았습니다. 개미는 오도메트리라는 자체 운동 감지와 간단한 시각 기억을 사용하여 효율적으로 이동합니다. 이 방법은 처리 능력이 거의 필요하지 않아 작은 로봇에 적합합니다. 생물학자들은 개미가 주변 환경의 빠른 사진을 찍는다는 사실을 발견했습니다. 집으로 돌아갈 때, 개미는 현재의 시야를 이러한 사진과 비교하여 길을 찾습니다.

연구원들은 56그램 무게의 "CrazyFlie"라는 드론을 시험했습니다. 이 드론은 기본적인 카메라와 마이크로컨트롤러라 불리는 작은 컴퓨터를 내비게이션에 사용합니다. 복잡한 시스템과 달리, 이 드론은 100미터 이동할 때마다 단 0.65킬로바이트의 데이터만을 사용합니다. 드론은 일정한 거리마다 사진을 촬영하고, 이 점들 간의 이동을 위해 오도메트리라는 과정을 사용합니다. 이러한 방법은 드론이 적은 전력과 컴퓨팅 자원으로 더 먼 거리를 이동할 수 있도록 도와줍니다.

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연구의 주저자인 톰 반 다이크 박사는 로봇이 저장된 위치 사이를 효과적으로 이동할 수 있다고 설명했습니다. 중요한 점은 메모리를 절약하기 위해 이 위치들을 적절히 간격을 두어 배치하지만, 동시에 로봇이 원활하게 탐색할 수 있게 충분히 가깝게 설정하는 것입니다.

이 방법은 정밀한 3D 지도를 만들지 않는다고 공동 저자인 귀도 데 크룬 교수는 설명했습니다. 대신, 이 방법은 로봇이 출발점으로 돌아갈 수 있게 해줍니다. 이는 창고에서의 재고 확인이나 온실의 작물 점검 같은 작업에 충분히 유용합니다. 드론은 데이터를 수집하고 돌아와서 업로드할 수 있어, 복잡한 처리 없이 작업을 더 쉽게 수행할 수 있습니다.

작은 로봇들은 다양한 용도가 있습니다. 이 로봇들은 농장에서 해충이나 질병을 조기에 발견하기 위해 대량으로 사용될 수 있습니다. 또한, 창고에서의 재고 확인이나 공장 내 가스 누출 탐지에서도 활용될 수 있습니다. 크기가 작아서 실내를 문제 없이 쉽게 이동할 수 있습니다.

이 새로운 로봇 네비게이션 방법은 소형 자율 로봇이 실생활에서 효과적으로 작동할 수 있게 해주기 때문에 매우 중요합니다. 이는 적은 계산 능력과 메모리를 사용하여 다양한 용도에 적합하고 경제적인 선택이 됩니다.