태양계 이야기 1129 - 소행성 탐사를 위한 독특한 모듈형 로봇

 

(Rendering image of SPLITTER using the tether mechanism to explore a planet's surface. Credit: Yusuke Tanaka, Alzin Zhu, and Dennis Hong.)

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(Rendering image of SPLITTER in flight. Credit: Yusuke Tanaka, Alzin Zhu, and Dennis Hong.)

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나사의 이동식 로버와 고정 기지형 착륙선들은 태양계 행성 탐사에 큰 기여를 했습니다. 그리고 최근에는 화성에서 헬리콥터를 이용한 동력 비행에 성공해 새로운 가능성을 보여줬습니다.

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하지만 이런 방식은 사실 중력이 매우 낮거나 대기가 없는 소행성에서 유용하지 않습니다. 따라서 과학자들은 끊임없이 새로운 탐사 로봇 기술을 연구해 왔습니다.

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UCLA의 로멜라 (RoMeLa, the Robotics and Mechanisms Laboratory at University of California Los Angeles (UCLA)) 연구소는 스플리터 SPLITTER (Space and Planetary Limbed Intelligent Tether Technology Exploration Robot)라는 신개념 로봇을 연구하고 있습니다.

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연구의 1저자인 유스케 타나카 (Yusuke Tanaka)에 의하면 스플리터는 바퀴 등을 사용하기 힘든 지형이나 낮은 중력 환경을 염두에 두고 만들어졌습니다.

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스플리터는 두 개의 작은 사족 로봇이 줄로 연결된 구조를 지니고 있습니다. 따라서 절벽이나 크레이터에서 한쪽을 지지하고 아래를 탐사할 수 있습니다. 그리고 움직일 때는 걷는 것이 아니라 Model Predictive Controller (MPC)를 이용한 관성 모핑 (inertial morphing)으로 자세를 제어하며 점프합니다.

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관성 모핑이란 용어는 다소 복잡하지만 간단히 해석하면 일단 점프한 후 두 로봇 사이의 줄과 다리의 위치를 바꾸면서 관성을 바꾸고 운동 방향을 조절한다는 의미로 해석됩니다. 다만 이 경우 의도한 대로 정확히 로봇을 조종할 수 있는지가 다소 궁금합니다.

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아무튼 낮은 중력을 지닌 소행성 표면에서는 어차피 바퀴로는 움직일 수 없습니다. 조금만 힘을 주어도 로버가 위로 튀어오르기 때문입니다. 결국 점프 로봇이 가장 가능성 있는 대안인데, 어디로 튈지 모른다는 점이 큰 제한점입니다.

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독특한 메커니즘을 지닌 스플리터가 해결책이 될 수 있을지 궁금합니다.

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참고

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https://techxplore.com/news/2025-02-modular-robot-tethered-planetary-exploration.html

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Yusuke Tanaka et al, Tethered Variable Inertial Attitude Control Mechanisms through a Modular Jumping Limbed Robot, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2501.10156