아이언맨처럼…하늘 나는 휴머노이드 로봇 개발중

이탈리아 제노바에 위치한 이탈리아공과대학 인공지능·기계지능연구소 연구팀이 개발을 진행하고 있는 아이언컵(iRonCub)은 재난대응용으로 개발이 진행되고 있는 하늘을 나는 로봇이다. 현재 최신 버전인 아이언컵3가 실제로 하늘을 나는 모습은 영상에서 확인할 수 있다.

아이언컵은 제트엔진 4기를 탑재하고 있으며 10년에 이르는 개발 기간을 거쳐 처음으로 이륙과 안정 비행을 달성한 전신 가동형 휴머노이드 로봇이다.

테스트에서는 지면에서 50cm 높이를 수 초간 유지하는 데 성공했다. 연구팀은 홍수나 화재 등의 긴급 상황에서 장애물을 신경 쓰지 않고 빠르게 현장에 도착하고 착륙 후에는 효율적으로 보행을 시작하며 손이나 팔을 사용해 잔해를 이동하거나 문을 여는 등 작업을 할 수 있는 재난대응 플랫폼으로 운용하는 게 장기적인 목표라고 말한다.

휴머노이드 로봇을 비행 가능하게 만드는 건 상당한 난제다. 아이언컵 등과 팔에 탑재된 제트터빈은 합계 1000N 이상 추력을 생성하지만 엔진 회전수를 올리거나 내리는 데는 시간이 걸리기 때문에 로봇 자체가 팔 엔진을 움직여 안정성을 유지해야 한다.

또 제트터빈 배기가스는 800℃로 거의 초음속으로 분사된다고 한다. 이 배기가스가 로봇에 닿는 걸 피하려면 배기가스가 어떻게 생성되는지를 계산에 넣어야 한다.

자유자재로 하늘을 나는 휴머노이드 로봇 완성에는 아직 시간이 걸릴 것으로 보이지만 지금까지의 연구는 아이언컵 개발 외에도 응용된다. 예를 들어 제트엔진 추력 추정 알고리즘은 VTOL 그러니까 수직이착륙기 개발에도 활용할 수 있다.

또 제트터빈 동역학 제어는 공기압으로 물건을 잡는 그리퍼에도 응용할 수 있으며 개발팀은 공기압 그리퍼를 개발하는 산업 기업과도 협업하고 있다고 한다.

연구팀은 어느 순간 그리퍼 제어에 필요한 힘을 추정해야 했다며 그러자 그 동역학이 제트터빈과 유사하다는 것을 알게 됐고 같은 도구를 사용할 수 있게 됐다고 밝혔다. 이어 이건 말 그대로 번뜩이는 영감을 준 순간이었다면서 처음에는 엉뚱한 일을 하고 있어도 그 후 도구와 방법론을 구축하고 실제로 그 도구가 산업 현장에서 사용될 수 있게 되는 것이라며 이것이야말로 혁신을 추진하는 방법이라고 말했다.

아이언컵 개발 프로젝트를 계속하는 이유에 대해선 정말 멋지기 때문이라고 말한다. 아이언컵 개발 프로젝트는 학생이나 개발자로부터 주목도 받고 있으며 연구실에 인재가 모이는 계기가 되고 있다고 한다.

연구팀은 더 자유도가 높은 제트팩을 개발하거나 효율적으로 장거리 비행을 하기 위한 날개를 아이언컵용으로 설계하는 걸 고려하고 있다고 한다. 다만 아이언컵 개발이 진행됨에 따라 로봇 본체는 복잡해지고 테스트 난이도도 높아지기 때문에 향후에는 새로운 시험장을 마련하거나 공항과 연계를 도모하는 등 필요성도 생길 것으로 예상된다.

아이언컵이 이상에 가까워지는 건 결코 쉬운 일이 아니지만 연구팀은 이건 농담이 아니라며 뭔가 특별한 일, 혹은 역사적인 일, 기억에 남을 만한 일을 이루겠다는 생각이 동기를 뒷받침해왔으며 아직 시작에 불과하다고 말했다.

한편 로봇이 아닌 인간이 착용하는 제트팩은 이미 실용화되어 있으며 이동이 어려운 장소로 응급대원이 출동하는 현장에서 실제로 운용되고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.