새로운 혁신으로 로봇이 "생각"할 수 있는 공간 확보

킹스 칼리지 런던 연구원들은 고급 AI와 자율 기능을 가능하게 하는 압력 기반, 전기 없는 로봇 제어 시스템을 만들어 저전력 및 특수 환경에 적합한 다재다능하고 적응력 있는 로봇의 길을 열었다.

엔지니어들은 전기를 사용하지 않고 로봇에 복잡한 명령을 내리는 방법을 개발하여 로봇이 '생각'할 수 있는 로봇 '두뇌'의 공간을 더 확보할 수 있었다.

킹스 칼리지 런던 연구원들은 인체의 일부 부위가 작동하는 방식을 모방하여 내부 유체의 압력 변화를 사용하여 새로운 종류의 컴팩트 회로가 있는 장치에 일련의 명령을 전송했다.

그들은 이 세계가 내장된 제어 센터와 독립적으로 작동할 수 있는 새로운 세대의 로봇의 가능성을 처음으로 열어주며, 이 공간은 잠재적으로 더 복잡한 AI 기반 소프트웨어에 사용될 수 있다고 말한다.

"신체의 다른 부위에 작업을 위임하면 로봇이 '생각'할 수 있는 계산 공간이 확보되어 미래 세대의 로봇이 사회적 맥락을 더 잘 인식하거나 더 능숙해질 수 있다. 킹스 칼리지 런던의 공학과 수석 강사이자 이 연구의 수석 저자인 안토니오 포르테 박사는 "이것은 사회 복지와 제조와 같은 분야에서 새로운 종류의 로봇 공학의 문을 열어준다."라고 말했다.

Advanced Science에 게재된 이 연구 결과는 또한 체르노빌과 같이 회로를 파괴하는 방사선 조사 지역이나 MRI실과 같은 전기에 민감한 환경에서 전기로 구동되는 장치가 작동할 수 없는 상황에서 작동할 수 있는 로봇을 만드는 데 도움이 될 수 있다.

연구자들은 또한 이러한 로봇이 결국 전기에 안정적으로 접근할 수 없는 저소득 국가에서 사용될 수 있기를 바라고 있다.

저자원 환경에서 로봇 기능 확장

포르테 박사는 "간단히 말해서 로봇은 뇌와 신체라는 두 부분으로 나뉜다. AI 뇌는 도시의 교통 시스템을 운영하는 데 도움이 될 수 있지만, 많은 로봇은 여전히 ​​문을 여는 데 어려움을 겪는다. 그 이유는 무엇일까?

"소프트웨어는 최근 몇 년 동안 빠르게 발전했지만 하드웨어는 따라잡지 못했다. 이를 실행하는 소프트웨어와 독립적인 하드웨어 시스템을 만들면 많은 계산 부하를 하드웨어로 분산할 수 있다. 뇌가 심장이 뛰라고 말할 필요가 없는 것과 마찬가지이다."라고 말했다.

현재 모든 로봇은 전기와 컴퓨터 칩에 의존하여 작동한다. 알고리즘과 소프트웨어로 구성된 로봇 '두뇌'는 인코더를 통해 신체 또는 하드웨어로 정보를 변환한 다음 동작을 수행한다.

소프트 소재로 로봇 근육과 같은 장치를 만드는 분야인 '소프트 로봇공학'에서 이는 특히 하드 전자 인코더를 도입하고 소재가 복잡한 방식으로 작동하도록 소프트웨어에 부담을 주기 때문에 문제가 된다. 예를 들어 문 손잡이를 잡는다.

이를 피하기 위해 팀은 로봇 하드웨어에 배치할 조절 가능한 밸브가 있는 재구성 가능한 회로를 개발했다. 이 밸브는 일반 회로의 트랜지스터처럼 작동하며 엔지니어는 압력을 사용하여 하드웨어에 직접 신호를 보내 이진 코드를 모방하여 로봇이 전기나 중앙 뇌의 지시 없이 복잡한 기동을 수행할 수 있다. 이를 통해 현재 유체 기반 회로보다 더 높은 수준의 제어가 가능하다.

미래 방향 및 응용 프로그램

소프트웨어 작업을 하드웨어로 오프로드함으로써 새로운 회로는 미래의 로봇 시스템이 더욱 적응적이고 복잡하며 유용할 수 있도록 계산 공간을 확보한다.

다음 단계로, 연구자들은 이제 실험 호퍼와 피펫에서 회로를 확장하여 발전소를 모니터링하는 데 사용되는 크롤러에서 완전히 부드러운 엔진이 장착된 바퀴 달린 로봇에 이르기까지 더 큰 로봇에 내장하고자 한다.

킹스 칼리지 런던의 대학원 연구원이자 저자인 모스타파 무사는 "궁극적으로 체화된 지능에 대한 투자 없이는 로봇이 정체될 것이다. 곧 현대 로봇이 떠맡는 계산 부하를 오프로드하지 않으면 알고리즘 개선이 성능에 거의 영향을 미치지 않을 것이다. 우리의 연구는 이 경로의 첫 걸음일 뿐이지만 미래에는 더 똑똑한 몸을 가진 더 똑똑한 로봇이 있다."라고 말했다.