[알아봅시다] 생체모방형 수중로봇
| 기사입력 2010-06-23 08:30 
수질조사ㆍ환경감시 등 활용 "로봇 물고기"
첨단센서ㆍGPS 등 탑재 수중 탐사 기능 갖춰
생기연 개발 "익투스" 내년 하반기 첫 실용화
최근 4대강 수질조사용으로 투입될 로봇물고기에 대한 관심이 뜨거운 가운데, 생체모방형 수중로봇이 새삼 주목받고 있습니다.
한국생산기술연구원은 지난달 말 수중로봇 연구개발 거점으로 수중로봇개발단을 설치하고 경기 안산 한양대에서 현판식을 개최하기도 했는데요. 수중 로봇은 단순히 홍보ㆍ전시를 위한 관상용 뿐만 아니라 수질 조사 및 감시, 군사용까지 그 범위가 더욱 넓어지고 있습니다.
더욱이 첨단 기술의 복합체라고 불릴만큼 기술적으로도 매우 유용해 선진국에서는 기술 공유를 극도로 꺼리고 있으며 심지어는 개발된 제품조차도 팔지 않는 보호기술입니다.
이처럼 해양기술의 정수로 꼽히는 수중로봇 시장이 전 세계적으로 급성장할 것으로 전망됨에 따라, 북미ㆍ유럽을 중심으로 이 분야 연구개발에 박차를 가하고 있습니다.
먼저 생체모방형 수중 로봇이란, 수중 환경감시, 관상용, 어장 관리, 군사용 관측 및 첩보 등의 수중 작업을 위해 만들어진 로봇을 말합니다. 여러 가지 센서와 액추에이터를 이용해 수중 생물들과 유사한 행동을 할 수 있으며, 여러 센서들을 통해 수중 환경의 다양한 정보들을 획득할 수 있습니다.
해외의 경우 강ㆍ바다에서 수질감시, 군사용, 엔터테인먼트 등의 다양한 목적으로 로봇을 개발해 실증실험 등을 수행하는 단계로, 일본ㆍ영국 등지에서 시험운영 중입니다.
국내의 경우 대학ㆍ연구소 등의 실험실 환경에서 연구개발, 전시용 시제품으로 개발한 사례는 있으나, 강ㆍ바다 등에서 실증ㆍ실용화된 사례는 없으며 기술적으로 영국, 일본에 비해 다소 미흡한 상황입니다.
하지만 최근 국내 로봇물고기가 양산 단계를 앞두고 있으며 내년 하반기에 4대강 수질 검사를 위해 투입될 것으로 알려지면서, 로봇업계는 세계 최초의 실용화라는 측면에서 이에 거는 기대가 매우 큰 상황이기도 합니다.
물고기 로봇을 처음 개발한 곳은 미국이었습니다. MIT(매사추세츠 공과대학)는 지난 1995년 군사용 참치 로봇을 개발해 일반에 공개했습니다. 이후 물고기 로봇의 시장성을 본 민간 연구기관들이 로봇 개발에 뛰어들었습니다.
하지만 정작 이 분야에서 실력을 인정받고 있는 곳은 영국 에섹스 대학입니다. 에섹스대 연구팀은 BMT그룹과 공동으로 수중 탐사용 물고리 로봇을 개발, 지난해 3월 스페인 북부 해안인 기욘 항구에서 실용화 실험을 실시한데 이어 올해도 이 실험을 계속하고 있습니다.
국내에서 가장 큰 주목을 받고 있는 곳은 한국생산기술연구원입니다. 국내에서 가장 성능이 뛰어난 물고기 로봇을 개발하고 있다는 평가를 받고 있다.
경기도 안산의 한양대학교 안산 캠퍼스 소재 한국생산기술연구원 로봇종합지원센터에서는 물고기와 빼닮은 로봇들을 놓고 다양한 성능실험이 진행되고 있습니다.
이 곳에서 개발 중인 물고기 로봇의 이름은 희랍어로 물고기를 의미하는 `익투스"입니다. 익투스 시리즈를 개발하고 있는 한국생산기술연구원 류영선 박사(로봇종합지원센터장)에 따르면 지난 2008년 애완용인 `익투스 1"과 `익투수 2" 제작을 끝냈으며, 현재 수중 탐사용 로봇인 `익투스 3"를 개발하고 있습니다.
애완용으로 제작된 `익투스 1"과 `익투스 2"는 각각 25cm, 42cm의 크기로, 애완용으로서 물고기 로봇의 기반이 되는 기본적인 기능을 모두 갖추고 있습니다.
류 박사에 따르면 이 물고기에 스스로 통제가 가능한 인공지능, 첨단 센서, 전자장치 등을 부착할 경우 그 기능을 얼마든지 확대해나갈 수 있다고 합니다. 예를 들어 호텔, 사무실, 가정 등에 어항을 설치하고 물고기 로봇을 넣은 후 관상용으로 활용하면서 동시에 무단 침입자를 감시하고, 주변 환경을 체크할 수 있는 부가 기능을 갖출 수 있다고 합니다.
익투스는 어린이 대상의 교육, 과학 프로그램은 물론 게임 기능도 활용 가능합니다. 물고기 로봇에 성장 프로그램을 입력하면, 시간이 지남에 따라 물고기의 색상과 크기가 변화하는 모습을 재현할 수 있습니다. 또한 무선 조정기능을 통해 물고기 움직임을 정밀하게 통제하면서 수중 게임을 실현시킬 수 있습니다.
`익투스 3"는 수중 탐사용으로 개발되고 있습니다. 길이 42cm, 무게 1.5kg의 이 로봇은 1회 충전으로 약 4시간 동안 수중에서 헤엄을 칠 수 있으며, 최고 수심 100m까지 잠수가 가능합니다. 또한 수상에서 위성항법장치(GPS), 수중에서 수심센서와 음향 탐신기(Sonar)를 사용해 자기 위치를 파악할 수 있습니다.
그동안 국내에서 개발한 로봇 물고기는 전방으로만 움직일 수 있었으나, `익투스 3"는 자유로운 방향전환을 통해 상하좌우 수평 이동과 함께 위, 아래, 수직 이동까지 가능합니다. 카메라를 장착해 수중 침입자 감시와 환경오염 추적, 댐과 같은 수중건물의 균열을 조사하는 데 적합한 형태로 개발되고 있습니다.
`익투스 3"를 개발하면서 무엇보다 중요한 기능은 어떤 상황에서도 빠른 속도로 헤엄칠 수 있는 수중유영 기능이다. 탐사를 위한 물고기 로봇이 바다에서 제 임무를 수행하려면 무엇보다 거센 유속에 견딜 수 있어야 하기 때문입니다. 이는 곧 로봇이 바닷물의 유속보다 빠른 유영속도를 갖춰야 함을 의미합니다.
위치파악 시스템 개발도 어려운 과제 중의 하나로 인식되고 있습니다. 수중에서 물고기 로봇 스스로 자신이 어느 위치에 있는지 파악할 수 있는 시스템이 있어야 하는데 강이나 바다 같은 복잡한 상황에서 위치파악 시스템을 가동하는 일이 쉽지 않습니다.
하지만 로봇공학을 비롯 IT, BT 등 첨단 기술이 발전해 있는 국내 상황에서 여러 분야 과학자들이 물고기 로봇 개발에 관심을 가진다면 시스템을 개발하는 일은 어렵지 않을 것이라는 게 생산기술연구원측 설명입니다.
생산기술연구원은 `익투스 3"에 이어 82cm 크기의 네 번째 탐사용 로봇인 `익투스 4"를 개발 중입니다. 로봇 크기가 커진다는 것은 그만큼 로봇 기능의 범위가 넓어진다는 것을 의미합니다.
이연호기자 dew9012@
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