FESTO사, 로봇 캥거루인 바이오닉캥거루 개발 공개

이전 포스트중 FESTO사의 로봇잠자리 드론에 관한 내용을 소개해드린적이 있습니다.
63cm크기에  175g에 불과한 로봇잠자리 드론을 개발했던 FESTO사에서 이번에는 바이오닉 캥거루를 개발했다고 합니다.
FESTO사는 자연에 존재하는 곤충이나 동물들의 특성을 분석하여 이를 기계적으로 구현하는 일을 잘하고 있는 것 같습니다.
근본적으로 자연의 것을 모방하여 만드는 기술자체가 매우 어려운 일이 아닐수 없습니다.

이 바이오닉 캥거루는 100cm 정도의 크기이며 앉은 키는 60cm 입니다.  전체 무게는 7kg이며 실제 캥거루처럼 점프하면서 이동하는 특성을 그대로 재현하고 있습니다.
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점프거리는 약 80cm 이상이며 점프시 높이는 40cm 이상 올라간다고 합니다. 바이오닉 캥거루를 개발한 FESTO사는 이전의 잠자리 드론과 마찬가지로 자연에 존재하는 생명체들을 모방하여 로봇으로 구현하는것에 대한 관심이 높은 것 같습니다.

FESTO 바이오닉 캥거루의 점프 방식은?

캥거루가 강력한 점프를 구사하는 것은 가장 강력한 힘줄이라고 할수 있는 아킬레스건이 강하기 때문입니다. 바이오닉 캥거루 역시 이렇게 강력한 아킬레스건을 기계적으로 어떻게 구현하는지가 관건이였다고 하겠습니다.
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바이오닉 캥거루의 아킬레스건은 탄성이 강한 고무 그리고 스프링등으로 구성되어 있으며 기체실린더가 발 부분에 장착되었습니다. 기체실런더는 공기를 압축 그리고 팽창시켜 운동에너지를 전달하게 되는 역할을 합니다.
즉 가만히 서있을 경우는 100cm 정도 이지만 점프의 예비동작을 위해서 40cm정도까지 몸체를 낮춰 줍니다. 이때 실린더가 공기압출 팽창작용을 하면서 강력한 탄성을 만들기 위한 아킬레스건(고무+스프링)에 에너지를 전달합니다.
이때의 힘으로 높이 40cm 거리 80cm정도의 점프가 가능한 것입니다.

3단계로 구현되는 점프 단계별 세부동작 현황은?

바이오닉 캥거루의 핵심인 점프는 크게 3개 단계로 나눠집니다.
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1단계는 이륙단계 (Take off phase) 로 발목부분에 텐션을 가할 예비동작을 취하고 지면 방향으로 몸체를 기울입니다. 리튬 폴리머 배터리에 의해 동작되는 실린더 밸브가 스위칭되면서 이륙하게 됩니다.

2단계는 비행단계(Flight phase)로 제어 시스템에 의해서 꼬리부분이 들어올려지며 다리부분이 약간 앞쪽으로 이동하게 됩니다.

마지막 3단계는 착륙단계(Landing phase)로 착륙과 동시에 다음 점프를 위한 편향 조절에 들어가게 됩니다. FESTO사의 의하면 안정적이고 효율적인 점프를 위해서 고도의 계산하에 필요한 부품들이 조합되었다고 합니다.

제스처 컨트롤 시스템이 탑재된 FESTO사의 바이오닉 캥거루

정밀한 기계부품들과 제어시스템으로 구현된 로봇인 바이오닉 캥거루의 내부구조는 어떤구조일까요? 좀 더 자세하게 확인해 보도록 하겠습니다.

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제어 센서 시스템은 몸통과 가장 중요한 역할을 하는 아킬레스건 부근에 설치되어 있습니다. 또한 엉덩이부분과 꼬리 부분을 제어하기 위한 모터가 후면부에 장착되어 있습니다.

또한 제스처 컨트롤 시스템이 탑재되어 있는데 이것은 암밴드를 이용한 제스처를 통해서 바이오닉 캥거루를 제어할수 있는 시스템이라고 하겠습니다.

운영자가 암밴드를 착용하고 제스처를 통해서 특정명령을 내리면 블루투스로 50m까지 관련 명령 신호가 전달되는 간단하면서 효율적인 시스템이 탑재된 것입니다.

FESTO CECC 컨트롤 시스템은 이더넷,RS232,RS485 등의 디지털 IO 체계를 지원합니다.

더욱 진화되는 로봇 기술은 다양한 가능성을 만들어

FESTO사에서는 이 바이오닉 캥거루에 대해서 보다 기능을 개선할 계획이라고 합니다.

바이오닉캥거루에 적용된 주요 부품들은 상당수가 FESTO사에서 자체적으로 개발 또는 개선시킨 부품들을 사용하고 있으며 보다 다양한 형태의 로봇 기술에 응용될수 있을 것으로 판단됩니다.

향후 잠자리 드론이나 바이오닉 캥거루 등과 같은 로봇기술이 더욱 진보된다면 사람을 더욱 닮은 로봇들의 출현도 머지 않았다는 생각이 듭니다.