스스로 확장하고 장애물 회피
정확한 위치에 얇은 전선 결합
보잉, 항공기 제조에 채택 검토
자유자재 동작 구현 위해
다람쥐·바퀴벌레까지 연구
미 정부 기초연구비 지원
'미쳤다' 여겨지는 실험 투자
퍼스널로봇이 미래 판도 바꿀 것
글로벌 항공기 제조사 보잉은 비행기 내벽의 케이블을 연결하는 작업에 ‘덩굴 로봇’을 투입하는 연구를 하고 있다. 로봇이 수많은 케이블을 좁은 비행기 벽 속에 설치하는 것이다. 비행기 제작 과정 가운데 자동화가 가장 어려운 ‘난코스’다. 끊어지기 쉬운 케이블을 다뤄야 하는 데다 얇은 선들을 적정 위치에 세밀히 배치해야 하기 때문이다.
이 로봇은 엘리엇 호크스 UC샌타바버라 교수가 이끄는 호크스랩에서 탄생했다. 보잉의 활용 사례를 국내외 언론을 통틀어 처음 공개한다는 그는 4일 “덩굴이 벽을 타고 자라는 모습을 본떴다”며 “틈에 끼거나 장애물을 만나도 끝부분이 스스로 확장해 길이를 넓혀가는 소프트로봇”이라고 설명했다. “로봇 머리에 장착된 카메라가 경로를 인식해 길을 찾아 뻗어가는 방식”이라고 덧붙였다. 금속이 아니라 유연한 특수실리콘으로 제작돼 벽이 파손되거나 전선이 끊어질 위험도 없다.
‘괴짜 아이디어’ 산업·의료 현장에 성큼
소프트로봇 연구는 미국에서 처음 시작됐다. 전문가들은 2007년 미 국방부 고등계획국(DARPA)의 ‘켐봇(Chem-bot)’ 연구 과제를 시초로 꼽는다. 장애물을 뛰어넘고 적진에 은밀히 숨어드는 등 군사적 목적으로 개발됐다. 최근엔 산업과 일상으로 기술이 확산되고 있다. 박용래 서울대 기계공학부 교수는 “공장 자동화 로봇과 달리 소프트로봇은 아직 누구도 선점하지 못한 시장”이라며 “머지않은 미래엔 퍼스널 로봇 시대가 열릴 것”이라고 말했다.
미국의 주요 대학 연구소에선 ‘상상 속의 로봇’이 속속 탄생하고 있다. UC버클리 생체모방밀리연구소를 이끌고 있는 로널드 피어링 교수는 다람쥐의 움직임을 모사한 로봇을 개발 중이다. 그는 “다람쥐가 나뭇가지 사이를 뛰어넘을 때 어떤 근육을 사용하는지 연구해 로봇에 적용하는 게 목표”라고 설명했다. 피어링 교수 연구진은 스스로 몸을 뒤집는 바퀴벌레의 6족 보행을 적용한 로봇, 여우원숭이가 한 발로 높이 뛰는 메커니즘을 모사한 로봇 등을 이미 개발했다.
UC샌디에이고 생체영감로봇연구소의 마이클 톨리 교수는 복강경 수술에서 의사를 돕는 소프트로봇을 개발해 상용화를 눈앞에 두고 있다.
“미친 아이디어에도 지원 아끼지 않아”
소프트로봇은 자본과 자원의 힘으로 독식하기 어려운 분야로 꼽힌다. 피어링 교수는 “반도체처럼 엄청난 비용을 투입해 진입장벽을 쌓는 방식으로 경쟁이 이뤄지는 영역이 아니라 창의성이 경쟁력을 가르는 관건”이라고 말했다. 추격형 모델로는 도전하기 힘든 분야라는 얘기다.
미국에선 정부가 마중물 역할을 하고 있다. 과학기술부(NSF) 주도의 연구과제 지원책인 기업기술혁신(SBIR) 프로그램과 기술이전(STTR) 프로그램이 대표적이다. 톨리 교수는 “SBIR을 통해 6개월간 25만달러의 기초 연구비를 지원받았다”며 “상용화 가능성을 증명할 수 있으면 후속 지원책인 STTR을 통해 100만달러 이상 받을 수 있다”고 설명했다.
정부가 조성한 생태계는 글로벌 기업들의 ‘지원하되 간섭하지 않는다’는 철학을 만나 더 넓어진다. 톨리 교수는 “3M, 바스프 등 글로벌 기업과 협업하고 있다”며 “특정 연구 과제를 먼저 지정하거나 상용화 약속을 요구하는 일이 없다”고 했다.
호크스 교수도 사람이 접근하기에 위험했던 항공기 환기구와 연료구 청소에 소프트로봇을 도입하는 연구를 록히드마틴과 진행 중이다. 그는 “NSF에서 받은 지원금으로 산호초의 움직임을 본뜨는 연구를 시작했고, 아이디어가 입증되면서 록히드마틴의 투자를 받아 후속 연구를 진행할 수 있었다”고 소개했다. 호크스 교수는 “‘미쳤다’고 여겨지는 아이디어(crazy idea)를 위해서도 생태계를 만들어내는 것이 국가의 경쟁력이고, 내가 캐나다에서 미국으로 옮겨와 연구하는 이유”라고 강조했다.
▶ 소프트로봇
특수 실리콘, 플라스틱, 고무 등 말랑말랑한 소재로 제작해 유연성과 신축성을 더한 로봇. 사람과 부딪혀도 해를 입히지 않고 바닷속과 거친 지형에서도 유연하게 움직일 수 있어 의료, 탐사, 제조 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.
