“야생 동물은 거친 지형을 따라 수천 킬로미터를 이동할 수 있고, 산양은 말 그대로 절벽을 기어올라 거기에 없는 것 같은 발판을 찾을 수 있으며, 바퀴벌레는 다리를 잃어도 속도가 느려지지 않을 수 있습니다.”라고 의사는 말합니다. Max Donelan은 사이먼 프레이저 대학교 생의학 생리학 및 운동학 교수입니다. “이런 지구력, 민첩성, 내구성을 갖춘 로봇은 없습니다.”
로봇이 동물보다 뒤처지는 이유를 이해하고 측정하기 위해 주요 연구 대학의 과학자 및 엔지니어로 구성된 다학제 팀은 로봇 작동의 다양한 측면에 대한 자세한 연구를 완료하고 로봇을 동물의 작동과 비교했습니다. 과학적인 로봇. 이 논문에서는 엔지니어가 사용하는 측정에 따르면 생물학적 부품이 제조된 부품에 비해 놀라울 정도로 성능이 좋지 않다는 사실을 발견했습니다. 그러나 동물이 뛰어난 점은 이러한 구성 요소를 통합하고 제어하는 것입니다.
Donnellan 외에도 팀에는 Drs. 워싱턴 대학교 전기 및 컴퓨터 공학과 부교수 Sam Borden; Tom Libby, SRI International 수석 연구 엔지니어; Kaushik Jayaram, 콜로라도 볼더 대학교 기계공학과 Paul M. Rady 조교수; Georgia Institute of Technology의 물리학 및 생물학 부교수인 Simon Sponberg가 있습니다.
연구자들은 실행 중인 로봇을 만들기 위해 결합되는 5가지 서로 다른 “하위 시스템”(전력, 프레임, 작동, 감지 및 제어) 중 하나를 연구하고 이를 생물학적 대응 시스템과 비교했습니다. 이전에는 로봇 공학에서 동물의 뛰어난 성능은 생물학적 구성 요소의 우수성 때문이라는 것이 일반적으로 받아들여졌습니다.
“사소한 예외를 제외하면 엔지니어링 하위 시스템이 생물학적 하위 시스템보다 성능이 뛰어나고 때로는 근본적으로 성능이 뛰어납니다.”라고 Libby는 말합니다. “그러나 또한 매우 분명한 것은 시스템 전체 수준에서 동물을 로봇과 비교하면 움직임 측면에서 동물이 놀랍다는 것입니다. 로봇은 아직 따라잡지 못했습니다.”
로봇공학 분야에 대해 좀 더 낙관적으로 연구자들은 로봇이 기술을 개발하는 데 걸리는 상대적으로 짧은 시간을 수백만 년에 걸쳐 진화한 수많은 세대의 동물과 비교하면 실제로 놀랄 만큼 빠른 발전이 있었다고 지적합니다. .
Bearden은 “진화는 방향이 없기 때문에 더 빠르게 움직일 것입니다.”라고 말합니다. “로봇이 어떻게 설계되었는지 디버깅하고 한 로봇에서 무언가를 배우고 이를 다른 모든 로봇에 다운로드할 수 있지만 생물학에는 그런 옵션이 없습니다. 따라서 로봇을 엔지니어링할 때 우리가 하는 것보다 훨씬 더 빠르게 움직일 수 있는 방법이 있습니다. .” 이것은 진화를 통해 가능합니다. 하지만 진화에는 엄청난 시작이 있습니다.”
단순한 엔지니어링 과제 그 이상으로 효율적으로 작동하는 로봇은 무한한 잠재적 용도를 제공합니다. 바퀴 달린 로봇으로 탐색하기 어려운 인간을 위해 설계된 세계에서 “라스트 마일” 배송 문제를 해결하든, 위험한 환경에서 검색을 수행하거나 위험 물질을 취급하든, 이 기술은 잠재적으로 많이 응용될 수 있습니다.
연구원들은 이 연구가 더 나은 하드웨어를 만드는 것이 아니라 기존 하드웨어를 더 잘 통합하고 제어하는 방법을 이해하는 데 초점을 맞춰 로봇 기술의 미래 개발을 안내하는 데 도움이 되기를 바랍니다. “엔지니어링이 생물학으로부터 통합 원리를 배우면서 작업 로봇은 생물학적 로봇만큼 효율적이고 유연하며 견고해질 것입니다.”라고 Donelan은 결론을 내립니다.
“Ah Dong-yul, who shares his thoughts on various topics through Twitter, is mentally deep. He loves beer, but sometimes his aloofness stands out. However, his passion for music is more genuine than anyone else’s.”