하늘 날고 헤엄치고 물에 뜨는 中 휴머노이드 로봇

상황에 따라 하늘을 날고, 헤엄을 치며, 물 위에 뜨거나 걸을 수도 있는 휴머노이드 로봇이 개발돼 주목 받고 있다. 과학전문매체 인터레스팅엔지니어링은 최근 중국 연구진이 다중 환경에 적응 가능한 소프트 휴머노이드 로봇 ‘그로우HR(GrowHR)’을 개발했다고 보도했다.

그로우HR은 중국 선전의 남방과학기술대학(SUST) 연구진이 개발한 로봇으로, 인간의 뼈 구조에서 영감을 얻은 ‘성장형 연결 구조’를 핵심 기술로 적용한 것이 특징이다.

중국 연구진이 하늘을 날고, 헤엄을 치며, 물 위에 뜨거나 걸을 수도 있는 휴머노이드 로봇을 개발했다. (사진=사이언스 어드밴시스/중국 남방과학기술대학)

인간의 뼈 구조 모방한 ‘성장형 링크’ 적용

현재 휴머노이드 로봇은 인간과 달리 뼈처럼 복합적인 기능을 수행하는 구조를 구현하는 데 한계가 있다. 인간의 뼈는 성장판을 통해 성장 기능을 수행하는 동시에, 강성을 담당하는 치밀골과 충격을 흡수하는 해면골, 가볍지만 높은 강도를 확보하는 다중 크기의 공동 구조 등 다양한 기능이 결합돼 있다.

반면 대부분의 휴머노이드 로봇은 단순한 기둥형 프레임에 의존한다. 스스로 성장하는 로봇이 등장하긴 했지만, 분자 구조나 식물 성장 메커니즘을 모방하는 수준에 그쳐 동물처럼 동적인 하중을 견디면서도 정밀한 움직임을 유지해야 하는 특성을 재현한 사례는 많지 않다.

연구진은 이런 한계를 극복하기 위해 뼈 구조에서 착안한 ‘성장형 링크(linkage)’를 적용한 소프트 휴머노이드 로봇 그로우HR을 개발했다. 해당 로봇은 강도와 유연성, 다기능성을 동시에 갖춘 것이 특징이다.

무게 4.5㎏ 경량 로봇…비행·수영·물에 뜨는 것도 가능

로봇은 소형 패키지(0.4 × 0.3 × 0.6m)에서 완전한 크기로 펼쳐진다. (사진=중국 남방과학기술대학)

그로우HR은 성장형 구조를 기반으로 크기와 형태를 크게 변화시키며 다양한 환경에 적응할 수 있다. 연결 부위 하나의 무게가 350g에 불과한 경량 설계 덕분에 전체 무게는 4.5㎏ 수준으로 줄었고, 높은 기동성과 범용성을 확보했다.

로봇은 가벼운 무게를 활용해 물 위에 뜨거나 헤엄칠 수 있으며, 물 위를 걸어 이동하는 것도 가능하다. 덕트 팬이나 쿼드콥터를 장착하면 비행까지 수행할 수 있다. 연구진은 그로우HR이 물 위를 초당 16㎜ 속도로 걸을 수 있다고 설명했다.

또한 로봇은 높이를 최대 약 3배 가까이 늘려 1.36m까지 확장할 수 있으며, 좁은 공간을 통과할 때는 높이를 36%, 너비를 61%까지 줄일 수 있다. 관절 모터가 통합돼 분당 112.2mm 속도로 기어가는 동작도 수행한다. 여기에 강력한 발차기 동작이 가능해 에너지 저장 능력까지 확인됐다는 설명이다.