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태양계 이야기 1191 - 화성 탐사를 위한 사족 보행 반자율 로봇


 (Legged robot performing analog tests in Marslabor at the University of Basel. Credit: Dr. Tomaso Bontognali.)

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(On the left: the robot performing autonomous measurements of a rock with MICRO and Raman. On the right: examples of images from the microscopic imager (MICRO) returned by the robot, showing the texture of three different lunar analog materials in RGB, UV, and IR. Credit: Dr. Gabriela Ligeza)

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큐리오시티나 퍼서비어런스 로버는 화성의 표면 위를 달리는 이동식 실험실로 수많은 과학적 성과를 이뤄냈습니다. 하지만 그렇다고 단점이 없는 것은 아닙니다. 대표적인 단점은 너무 느리다는 것입니다.

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로버의 무게 대비 동력원인 원자력 전지 (RTG)의 출력이 낮은 것도 이유이지만, 지구에서 직접 통제를 받다보니 통신이 오가는데 22분이나 (편도) 걸려 이동이 빠를 수가 없습니다. 더구나 바퀴로 움직이기 때문에 화성의 거침 지형에서 조심스럽게 이동해야만 합니다.

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바젤 대학교 박사 출신이자 현재 유럽 우주국(ESA)의 박사후 연구원인 가브리엘라 리게자 박사 (Dr. Gabriela Ligeza)가 이끄는 연구팀은 새로운 접근 방식을 제안했습니다. 바로 화성의 거친 지형을 극복할 수 있는 사족 보행 반자율 로봇을 사용하는 것입니다.

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연구팀은 취리히 연방 공과대학교(ETH Zurich) 로봇 시스템 연구소, ETH Zurich | Space, 취리히 대학교, 베른 대학교 연구팀과 함께 취리히 연방 공대가 개발한 사족 보행 로봇인 애니멀 (ANYmal) 기반의 화성 탐사 로봇을 개발했습니다.

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이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/223156734983

https://blog.naver.com/jjy0501/223384329284

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연구팀은 애니멀에 두 가지 장비 (미세 현미경 이미지 센서 MICRO와 ESA-ESRIC 우주 자원 챌린지를 위해 개발된 휴대용 라만 분광기) 를 탑재한 로봇 팔을 달아 모의 화성 환경인 바젤 대학교의 마스레이버 (Marslabor )에서 테스트했습니다.

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이 환경에서 로봇은 자율적으로 선택된 목표물에 접근하여 로봇 팔로 장비를 배치하고 분석을 위한 이미지와 스펙트럼을 전송했습니다. 로봇은 석고, 탄산염암, 현무암, 감람석, 사장석 등 행성 탐사와 관련된 다양한 암석 유형을 구분했습니다.

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로봇이 자율적으로 판단해 접근하고 분석한 암석 중 상당수는 과학적으로 중요한 의미를 지닙니다. 예를 들어, 감람석과 산화물이 풍부한 감람석, 사장석(사장석 함유), 루틸과 같은 산화물 등 달과 유사한 암석은 향후 우주 탐사 임무에 유용한 자원이 될 수 있습니다.

연구팀은 두 가지 운영 방식을 비교했습니다. 하나는 과학자들이 면밀히 지도하는 전통적인 단일 목표 탐색 방식이고, 다른 하나는 로봇이 여러 위치에서 순차적으로 측정을 수행하는 반자율 다중 목표 전략입니다.

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반자율 임무는 훨씬 더 빠른 속도를 보였습니다. 인간이 대략적인 목표를 정해주고 로봇이 스스로 임무를 수행하는 다중 목표물 임무는 12분에서 23분 정도 소요된 반면, 사람이 직접 조종하는 임무는 유사한 분석을 완료하는 데 41분이 걸렸습니다. 빠른 속도에도 불구하고 로봇은 높은 과학적 성공률을 달성했습니다.

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이번 연구는 미래 화성 탐사 및 다른 태양계 천체 탐사에서 새로운 유형의 인공지능 자율 로봇이 활약할 수 있음을 보여주고 있습니다. 충분히 가능성 높은 접근이라고 생각되는데 실제 탐사 임무로 채택될 수 있을지 주목됩니다.

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참고

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https://phys.org/news/2026-03-legged-robot-resource-prospecting-moon.html

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Semi-Autonomous Exploration of Martian and Lunar Analogues with a Legged Robot Using a Raman-Equipped Robotic Arm and Microscopic Imager., Frontiers in Space Technologies (2026). DOI: 10.3389/frspt.2026.1741757

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