KAIST, 생물학 구조·습성 모방한 '몰봇' 개발
무인 지하탐사·우주행성 표본 채취 등 활용

국내 연구진이 두더지 생물학 구조와 굴착 습성을 모방한 두더지 로봇을 개발했다. 지하나 극한지역을 탐사할 수 있고, 우주행성 탐사에도 활용가능하다.

한국과학기술원(KAIST·총장 신성철)은 명현 전기 및 전자공학부 교수팀(미래도시 로봇연구실)이 홍정욱·권태혁 건설 및 환경공학과 교수팀과 함께 두더지 로봇 '몰봇'을 개발했다고 4일 밝혔다.

연구진은 새로운 에너지원인 탄층 메탄가스, 희토류 등이 매설된 지역을 탐사하기 위해 몰봇을 개발했다. 나아가 우주 행성의 표본 채취도 목표다.

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<KAIST가 개발한 두더지 로봇 몰봇>

기존 천부 굴착작업은 시추기와 파이프라인, 펌프 등 각종 장비를 조합해 이뤄지는데, 몰봇 하나면 모든 작업을 원활히 수행할 수 있다. 복잡한 드릴링 장비 사용과 공정, 환경 오염 유발 등 문제점도 해결 가능하다.

몰봇은 크게 드릴링부, 잔해 제거부, 방향전환을 위한 허리부, 이동·고정부로 구성돼 있다. 크기는 지름 25㎝, 길이 84㎝이며, 무게는 26㎏이다.

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<치젤 투스 및 확장형 드릴의 굴착 범위>

이빨로 토양을 긁어내는 '치젤 투스'를 생체모방해 확장형 메커니즘으로 개발했다. 이를 통해 드릴링 메커니즘을 구현했다. 또 앞발로 잔해를 제거하는 두더지 종인 '휴머럴 로테이션'의 어깨구조를 모사, 잔해제거 메커니즘을 설계했다.

허리부는 두더지 허리를 모사, 지하 환경에서 360도 방향 전환이 가능하게 했다. 이동부는 동일한 3개 유닛을 삼각형 형태로 균등 배치해 안정적으로 지지 및 이동할 수 있도록 했다.

연구팀은 또 지하에서 로봇 위치를 측정할 수 있는 센서시스템과 알고리즘을 탑재했다. 지구 자기장 시계열 데이터를 활용한 '동시적 위치 인식 및 맵핑(SLAM) 기술'로 지하 로봇 위치 측정 문제를 해결했고, 3차원 자율 주행도 가능하게 했다.

몰봇 최대 굴진각은 100피트당 38도, 위치 인식 평균 제곱근 오차는 6.03㎝, 굴진 속도는 시속 1.46m다. 방향각 추정 오차는 0.4도다. 기존 세계 최고 방식과 비교할 때 굴진 속도는 3배 이상, 방향각 추정성능은 6배 이상 향상됐다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com