기본 콘텐츠로 건너뛰기

태양계 이야기 635 - 자율 탐사 기술을 도입하는 큐리오시티 로버



(Taking only 21,000 of the Curiosity mission’s total 3.8 million lines of code, AEGIS accurately selected desired targets over 2.5 kilometers of unexplored Martian terrain 93% of the time, compared to the 24% expected without the software. In this case, the desired target was outcrop, a type of Martian rock that’s ideal for analyzing the red planet’s geological history. Credit: Carla Schaffer / AAAS)


((A) The ChemCam gaze. (B) ChemCam shoots lasers at rocks to analyze their content, leaving visible marks both on the surface (upper right) and inside the 16-mm-diameter drill hole (center) of this “Windjana” drill site. (C) ChemCam-measured soil targets. (D) The Remote Micro-Imager on ChemCam shoots high-focus photos of distant targets, such as this area in the Peace Vallis alluvial fan, approximately 25 km away. Credit: Francis et al., Sci. Robot. 2, eaan4582 (2017))


(Examples of AEGIS target selection, collected from Martian day 1400 to 1660. Targets outlined in blue were rejected; those outlined in red were retained. Top-ranked targets are shaded green, and second-ranked targets are shaded orange. Credit: Francis et al., Sci. Robot. 2, eaan4582 (2017))


 미국, 덴마크, 프랑스의 연구자들이 나사의 지원을 받아서 큐리오시티 로버를 위한 자율 탐사 소프트웨어를 개발하는데 성공했습니다. 이미 자율 주행 시스템이 지구에서 널리 연구되고 있지만, 우주 탐사 로봇을 자율화시킨 것은 처음이기 때문에 주목되는 결과입니다. 


 5년째 화성을 탐사중인 큐리오시티 로봇은 많은 과학적 성과를 거뒀지만, 거리와 위치상 가지는 한계는 존재합니다. 화성까지의 거리가 멀다보니 한 번 통신하는데도 수십 분 이상 필요하고 만약 화성 - 지구간 바라보는 위치가 아닌 경우에는 주기적으로 통신이 두절되어 반 나절 이상 아무것도 못하고 대기는 일이 빈번하게 발생하고 있습니다. 만약 이 시간동안 스스로 탐사를 할 수 있다면 로버의 수명이 끝나기 전에 더 많은 탐사를 진행할 수 있을 것입니다. 


 연구팀은 큐리오시티의 380만줄에 달하는 코드 가운데 21000코드를 추가해 큐리오시티의 핵심 장비인 ChemCam의 탐사를 자율적으로 진행할 수 잇는 소프트웨어인 Autonomous Exploration for Gathering Increased Science (AEGIS)를 개발했습니다. 


 AEGIS는 지난 2016년 5월에 업로드 된 후 11개월 간 총 54회에 걸쳐 자율 탐사가 진행되었습니다. 그 결과 94%라는 매우 높은 확률로 가치가 높은 타겟을 선정하고 탐사를 자율적으로 진행한 것으로 나타났습니다. 랜덤하게 타겟을 정할 경우엔 24%의 낮은 확률로 가치가 높은 목표를 탐사한 것으로 나타나 이것이 우연이 아니라는 점을 확실하게 보여줬습니다. 


 큐리오시티 같은 우주 탐사 로봇에 탑재되는 CPU나 메모리는 생각보다 매우 낮은 성능을 지니고 있습니다. 높은 방사선 환경에서 작동하기 위해서는 미세 회로로는 어렵기 때문입니다. 이전에 설명했던 것처럼 큐리오시티의 CPU는 스마트폰에 사용되는 것보다 한참 낮은 성능을 지니고 있습니다. 




 따라서 현재는 자율 주행이 가능한 수준의 고성능 컴퓨터 탑재는 어렵지만, 기술의 발전에 따라 미래에는 가능할지도 모릅니다. 자율 탐사가 가능한 탐사선이 나온다면 막대한 비용과 시간을 절약할 수 있습니다. 특히 지구와의 교신에 많은 시간이 걸리는 태양계 외곽 탐사선이 그렇습니다. 언젠가는 진짜 월-E같이 스스로 움직이는 탐사 로봇이 나올지도 모릅니다. 


 참고 



AEGIS autonomous targeting for ChemCam on Mars Science Laboratory: Deployment and results of initial science team use, Science Robotics (2017). robotics.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/scirobotics.aan4582
라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

인슐린 주사 일주일에 한 번만 맞아도 된다?

   당뇨병은 관리가 까다로운 만성 질병 중 하나입니다. 특히 인슐린 주사가 필요한 경우에는 더 관리가 어렵습니다. 하루에 주사를 몇 번씩 맞아야 하면 찌르는 것도 고통이고 실수로 건너뛰거나 용량을 실수하는 경우도 드물지 않습니다. 특히 고령 환자의 경우 더 위험할 수 있습니다. 이런 문제를 극복하기 위해 여러 제약 회사들이 새로운 투여 방법과 인슐린 제제를 내놓고 있습니다.   최근 2상 임상 시험을 마친 노보 노디스크 ( Novo Nordisk )의 인슐린 아이코덱 ( icodec )은 일주일에 한 번 투여하는 장시간 인슐린 제제입니다. 아이코덱은 효소에 의해 분해되는 것을 막는 변형 인슐린 분자로 혈액에서 알부민과 결합해 서서히 분리되기 때문에 한 번 주사로도 일주일이나 효과를 유지할 수 있습니다.   하지만 이렇게 장시간 작용하는 인슐린 제제의 경우 환자의 식사나 운동 같은 상황 변화에 인슐린 농도가 적절하게 유지되지 않을 가능성이 있습니다. 이번 2상 임상시험에서는 247명의 당뇨 환자를 두 그룹으로 나눈 후 실험군은 일주일에 한 번씩 아이코덱을 투여받고 매일 위약을 투여받았습니다. 그리고 대조군은 반대로 일주일에 한 번씩 위약을 투여받고 하루에 한 번씩 장시간 인슐린 제제인 란투스 (Lantus, glargine) 100U을 투여받았습니다.   26주에 걸친 임상 실험 결과 하루에 한 번 란투스를 투여받은 그룹이나 일주일에 한 번 아이코덱을 투여받은 그룹에서 특별한 합병증 차이를 발견할 수 없었습니다. 혈당 조절의 지표인 당화 혈색소 (HbA1c) 농도 역시 아이코덱 그룹에서 1.33% 감소한 반면 란투스 그룹에서 1.15% 정도 감소해서 큰 차이는 없었습니다. 그렇다면 하루에 한 번 투여하는 대신 일주일에 한 번 투여하는 것이 더 편리하고 실수로 두 번 투여하거나 건너 뛸 위험성이 적을 것입니다. 이 연구 결과는 뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨 ( New England Journal...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기