일본에서는 와세다 대학을 중심으로 보행 바카라사이트 검증에 대한 연구가 계속되었지만, 1960년대에 GE의 랠프 모셔의 연구 이후, 서구에서는 상당 기간 동안 보행 바카라사이트 검증의 개발은 찾아보기 힘들었다.

서구의 보행 바카라사이트 검증을 다시 발전시킨 선구자는 최근까지 가장 발전된 사족보행 바카라사이트 검증과 휴머노이드를 선보이고 있는 보스턴 다이나믹스를 설립한 마크 레이버트였다.

MIT에서 석박사 과정을 마친 마크 레이버트(Marc Raibert) 교수는 카네기멜런대학에 근무하던 1979년, 이반 서덜랜드의 개인 자금 지원으로 일족 바카라사이트 검증 연구를 시작할 수 있었다. 1980년에는 DARPA로부터도 연구 자금을 지원받을 수 있게 되자, 그는 본격적으로 동물의 이동 원리와 보행 바카라사이트 검증을 연구하기 위해 레그랩(Leg Laboratory)을 설립했다.

당시 카네기멜런대학에 초빙 과학자로 와있던 이반 서덜랜드(Ivan Sutherland)는 바카라사이트 검증 분야에서는 그다지 유명한 인물은 아니지만, 가상현실과 증강현실을 구현한 “다모클레스의 검”이라는 별칭을 가진 유명한 초기 HMD(Head Mount Display) 장치를 개발했던 사람이다. 또 그는 GUI(Graphic User Interface)의 초기 모델을 개발하는 등 가상현실, 컴퓨터 그래픽과 인터페이스 분야와 같은 컴퓨터 발전에 있어 선구적인 과학자였다. 하버드대학, 유타대학, 칼텍의 교수를 역임하기도 했고, 자신의 기업을 설립한 적도 있는 서덜랜드의 지원은 레이버트의 보행 바카라사이트 검증 연구 시작의 큰 뒷받침이 되었다.

레그랩의 초기 연구는 공압과 컴퓨터 제어로 일족 호핑 바카라사이트 검증(Hopping Robot)의 동적 균형과 안정성 연구로, 바카라사이트 검증 다리의 속도, 위치를 모니터링해서 직립을 유지하기 위한 각도 조절과 점프로 이동한 후의 균형을 맞추는 작업이었다. 이 연구를 바탕으로 레그랩은 20년 이상의 기간동안 다양한 보행 바카라사이트 검증을 개발하고 실험했는데, 1986년까지 사족보행 바카라사이트 검증과 평면형 이족 바카라사이트 검증(Planar Biped Robot)을 개발할 수 있었다.

사족보행 바카라사이트 검증 연구로는 동물들이 걸을 때 오른쪽 앞발과 왼쪽 뒷발이 함께 나가는 방식의 대각보(對角步, Trotting)와 오른쪽 앞발과 오른쪽 뒷발이 동시에 나가는 방식의 측대보(側對步, pacing) 그리고 빠르게 달릴 때 앞다리 두 개가 함께 움직이고, 뒷다리 두 개가 함께 움직이는 방식의 도약보(跳躍步, bounding)까지 구현했다.

평면형 이족 로봇은 뒤집기도 하고, 시속 18킬로미터의 속도로 달리기를 할 수도 있는 수준까지 발전했는데 1988년에는 낮은 계단을 올라 갈 수도 있었다. 1987년, 레이버트 교수가 MIT로 옮겨가면서, 레그랩도 MIT의 인공지능연구소 산하로 옮겼고, 계속해서 평면형 이족 로봇의 개발을 이어 나갔다.

레그랩이 MIT로 옮겨간 다음해인 1988년에 같은 대학인 카네기멜런의 레드 휘태커 교수팀은 화성 탐사용 6족 바카라사이트 검증 앰블러(AMBLER, AutonoMous othogonal LEgged walking Robot)의 개발을 발표했다.

자율주행자동차 대회인 DARPA 그랜드 챌린지의 2007년도 어반 챌린지의 우승을 차지한 타르탄(Tartan) 레이싱 팀을 이끌기도 했던 레드 휘태커(William (Red) Whittaker) 교수는 카네기멜런대학에서 토목공학으로 석사와 박사 학위를 받았다. 그가 박사학위를 받았던 1979년에는 펜실베니아주 쓰리마일(Three Miles)섬의 원자로 사고가 있었다. 휘태커와 동료들이 원자로의 손상된 지하실을 검사하고 수리하기 위한 프로젝트를 맡으며 바카라사이트 검증을 만들었는데, 이를 계기로 카네기멜런대학에 FRC(Field Robotics Center)가 설립되었다. 1988년에 FRC는 화성 탐사용 6족 바카라사이트 검증 앰블러의 시작품을 개발했는데, 레그랩의 연구나 다른 보행 바카라사이트 검증들이 주로 관절형 바카라사이트 검증을 연구한 것에 비해, 앰블러는 직교좌표 바카라사이트 검증을 사용해 개발되었다.

높이 5미터, 최대 너비 7미터 그리고 무게 2.5톤의 이 대형 바카라사이트 검증은 다리를 구부려 보행하는 동물들의 형태와 달리, 수평으로 회전하는 다리의 관절에, 항상 수직을 유지하는 다리가 연결되어 있었다. 다리에는 상하로 움직이는 축이 있어서, 6개의 다리를 적절히 조정하면 지면의 형상에 관계없이 항상 몸체 전체를 수평으로 유지할 수 있었다. 보행시에는 6개의 다리 중 5개는 고정되고 하나의 다리만 움직이는 방식으로 보행했는데, 분당 35cm의 속도로, 경사지나 크레바스 그리고 큰 바위가 있는 지형과 같은 거친 지형에서도 이동이 가능했다. 거리를 측정하는 레이저 센서와 장착된 다양한 센서로 지형의 조건과 장애물을 감지했는데, 자체 장착된 컴퓨터로는 바카라사이트 검증의 동작 계획과 보행 능력의 한계를 연산했다. 그래서 원격 조작자가 목표 위치만 설정하면, 바카라사이트 검증은 이동 경로의 궤적과 다리 동작의 순서를 계산하는 자율 제어 바카라사이트 검증이기도 했다.

1988년에 미국 워싱턴주에 있는 PNL(Pacific Northwest Laboratory)은 지금까지 만들어진 어느 휴머노이드보다 더 인간답게 만든 바카라사이트 검증 '매니(Manny)'를 개발했다. 마네킹과 비슷하게 사람과 같은 크기로 만들어진 매니는 걷기는 물론 웅크리고 걷기, 쪼그리고 앉기, 기어 가기 동작을 할 수 있었고 심지어 숨을 쉬고, 땀을 흘리기도 할 정도로 인간과 비슷하게 만들어진 휴머노이드였다.

휴머노이드가 왜 땀을 흘리기까지 해야 했을까? 그것은 매니를 개발한 목적 중 가장 중요한 부분이 화학전에서 사용되는 군인들의 방호복을 테스트하기 위한 것이었기 때문이다. 그런 이유로 매니는 시속 4킬로미터 속도의 걷는 동작을 하고 웅크리기, 쪼그리기, 손에서 떨어진 공을 차는 것과 같은 다양한 동작을 할 수 있도록, 아주 복잡하고 정교한 관절을 갖게 설계되었다. 그러나 혼자서는 균형을 잡고 서 있을 수 없어서, 등에 연결부가 있고 다른 장치에 매달린 형태의 휴머노이드였다.

매니의 동작은 컴퓨터가 위치를 제어하는 40여개의 관절에 배치된 유압 구동부에 의해 이루어졌고, 투명한 플라스틱이 골격을 덮어 사람 모양을 하고 있었다. 플라스틱에 고무 피부가 덮여 있고, 모세관을 통해 고무 피부에 물을 주입해서 땀을 흘리는 시뮬레이션을 하고, 가슴부위의 팽창과 수축에 따라 코와 입부분으로 호흡을 하는 시뮬레이션을 할 수도 있었다.

또한 방호복을 통해 침투하는 미량의 화학 물질을 감지하는 센서도 장착되어 있었기에 화학 물질이나 극한의 온도와 다른 특수한 환경에서 사용되는 군용 또는 소방용 방호복 실험용 바카라사이트 검증으로 충분한 기능을 갖췄다. 이전까지 이런 실험은 마네킹으로 이루어졌고, 걷는 동작은 할 수 있었지만, 혼자서는 설수도 없었기에, 매니를 휴머노이드가 아닌 마네킹 바카라사이트 검증으로 취급하는 경우도 있지만, 이런 아이디어의 실험은 2013년 보스턴 다이나믹스의 펫맨으로 이어졌고, 펫맨은 아틀라스를 개발한 바탕이 되기도 했다.

1989년에는 당시 MIT 교수로 있던 로드니 브룩스가 그의 제자들과 6족 보행 바카라사이트 검증 '징기스(Genghis)'를 개발했다. 징기스는 곤충형 바카라사이트 검증이었다. 일반적으로, 더 많은 다리를 가질수록 다양한 지형 조건에서 더욱 안정화되는 보행바카라사이트 검증 개발에 있어서, 곤충은 작고 가볍고 민첩한 보행 바카라사이트 검증을 만드는 많은 표본이 되었다. 징기스의 경우 삼각 보행으로 보행 중에도 항상 세 다리가 지면에 닿아 있어 안정성을 유지했다. 전면에 설치된 6개의 초전성(Pyroelectric) 센서는 적외선의 변화를 감지할 수 있었는데, 특히 민감한 파장이 체온과 일치해서 징기스는 사람을 따라다니게 제작되었다.

장난감 같은 작은 곤충형 바카라사이트 검증 징기스가 관심의 대상이 되는 것은 바카라사이트 검증 설계 관점 특이성 때문이다. 앰블러같은, 아니 대부분의 바카라사이트 검증은 바카라사이트 검증 전체를 관장하는 하나의 프로그램을 통해, 이동해야 할 환경을 미리 탐색하고, 다음 걸음을 내딛을 곳까지의 움직이기 위한 관절의 연산을 통해 움직였다. 즉, 높은 수준의 이동 명령은 탐색한 환경 데이터를 기반으로 연산한 결과를 갖고, 낮은 수준의 행동을 조절해서 작동한다.

그런데, 징기스는 전체를 조직한 단일 프로그램이 아닌, 반응을 받아들이거나 동작을 독립적으로 하는 51개의 작은 프로그램 모듈이 서로 통신하면서 작동을 했다. 그래서 환경을 탐색한 결과로 이동의 동작이 일어나는 것이 아니라, 일단 이동을 한 다음 그 결과로 입력된 반응을 기반으로 다음 동작이 결정되는 식이었다.

징기스 이전에도 이미 앨런이나 허버트 같은 많은 모바일 바카라사이트 검증을 개발한 브룩스는, 징기스의 후속 모델로 6족 바카라사이트 검증인 아틸라(Attilla)와 한니발(Hannibal)도 개발했다. 대체로 1980년대의 보행 바카라사이트 검증들은 경사지의 작업, 지뢰 제거, 원자로의 손상 검사, 인간을 대신한 극한 환경에서의 실험과 같은 실용적 목적으로 개발되었지만, 1980년대 후반, 브룩스의 보행 바카라사이트 검증 개발은 징기스와 같이 조금 다른 관점에서 시도되었다.

이 연재를 통해 보행 로봇과 모바일 로봇 뿐만 아니라 산업용 바카라사이트 검증 분야에까지 모두 이름이 등장하는 인물은 로드니 브룩스가 유일하다. 행동기반 로보틱스(BBR)라는 독특한 로봇 접근법 뿐만 아니라, 브룩스는 인공지능 연구분야에서도 기존 기호주의 인공지능 접근방식을 거부하고 누벨(Nouvelle) AI를 주창하며 큰 족적을 남겼다. 이렇게 로봇과 인공지능 연구분야에 많은 영향을 미친 로드니 브룩스에 대해서는 모바일 로봇 부분에서 다시 좀 더 자세히 다룰 예정이다.

<필자:문병성 moonux@gmail.com

필자인 문병성은 금성산전, 한국휴렛패커드, 애질런트 테크놀로지스, 에어로플렉스 등 자동화업계와 통신업계에 30년 이상 종사했으며, 최근에는 로봇과 인공지능 등 신기술의 역사와 흐름에 관심을 갖고 관련 글을 매체에 기고하고 있다.