수중탐사 전문 휴머노이드 다이빙 로봇 오션원케이

캘리포니아의 스탠포드 대학에서 만들어진 로봇은 인간이 할 수 없는 방식으로 난파선과 침몰한 비행기까지 잠수할 수 있다고 30일(현지시간) 외신이 보도했다.
오션원케이(OceanOneK)로 알려진 이 로봇은 조작자들을 마치 수중 탐험가처럼 느낄 수 있도록 해준다고 한다.

오션원케이는 3D 시력과 팔, 손, 눈을 가진 인간 잠수부를 정면에서 본 모습과 닮았으며, 수중 세계를 풀 컬러로 담아낸다고 밝혔다. 로봇의 뒷면에는 컴퓨터와 8개의 다방향 추진기가 있어서 부서지기 쉬운 침몰 선박에서 조심스럽게 움직일 수 있다고 한다.

해양 표면에 있는 작업자가 컨트롤을 사용하여 오션원케이를 조종하게 되면, 로봇의 촉각(터치 기반) 피드백 시스템은 인공물의 윤곽뿐만 아니라 물의 저항을 느끼게 한다는 것이다. 오션원케이의 사실적인 시각과 촉각 능력은 인간 잠수부가 경험할 위험이나 엄청난 수중 압력 없이 사람들이 직접 깊은 곳으로 잠수하는 것처럼 느끼게 하기에 충분하다고 설명했다.

스탠포드 대학의 로봇공학자 오우사마 카티브(Oussama Khatib)와 그의 학생들은 심해 고고학자들과 팀을 이루어 지난 9월에 이 로봇을 다이버로 사용하기 시작했다. 이 팀은 7월에 또 다른 수중 탐험을 막 마친상태였다.
지금까지 오션원케이는 침몰한 비크크래프트 바론 F-GDPV 비행기·이탈리아 증기선 르 프란체스코 크리스피·코르시카 앞바다에서 2세기 로마 선박·2차 세계대전 P-38 라이트닝 항공기·그리고 르 프로테라는 잠수함을 탐사했다고 주장한다.

크리스피 강은 지중해 표면 아래 약 500 미터에 위치해 있었다. 카티브 스탠포드 공과대학의 웨이차이 교수이자 스탠포드 로보틱스 연구소의 소장은 "로봇을 여러분이 조정하게 된다면 여러분은 이 놀라운 구조물에 매우 가까이 다가가고 있고, 그것을 만질 때 놀라운 일이 일어나며, 실제로 그것을 느낄 수 있게 된다"면서 “나는 내 인생에서 이런 것을 경험해 본 적이 없지만 로봇 조정을 통해서 500미터 지점에서 크리스피를 만진 사람이라고 말할 수 있다"고 자랑했다.

오션원케이 로봇이 인간에게 너무 위험한 수중 탐사를 대신할 수 있다. 그리고 완전히 새로운 방식으로 바다를 볼 수 있도록 돕는 미래의 시작일 수도 있다.


카티브는 오션원케이와 그 전신인 오션원을 만드는 도전은 수중 환경과 다양한 수심에서 발생하는 엄청난 압력을 견딜 수 있는 로봇을 만드는 것이라고 말했다.
오션원은 2016년 프랑스 남부에서 32km 떨어진 지중해 해저 100m에 위치한 루이 14세의 난파된 기함 라 룬을 탐사하며 데뷔했다. 1664년 난파선은 인간이 손대지 않은 채로 남아 있었다.

로봇은 자몽 크기의 꽃병을 회수했고, 카티브는 이 꽃병을 회수 바구니에 넣기 전에 오션원이 꽃병을 만지는 감각을 직접 느꼈다고 한다.

오션원에 대한 아이디어는 잠수부들이 정상 범위를 넘는 깊이에서 홍해 안에 있는 산호초를 연구하려는 욕망에서 나왔다. 스탠포드 팀은 인공지능, 첨단 로봇 공학, 촉각 피드백을 통합하여 가능한 한 인간 잠수부에 가까운 것을 만들고 싶어 했다.

이 로봇은 길이가 약 1.5미터이며, 뇌는 산호나 바다 풍화 공예품과 같은 물체를 부러뜨리지 않고 얼마나 조심스럽게 다루어야 하는지를 기록할 수 있도록 장치했다. 오퍼레이터는 봇을 제어할 수 있지만 센서가 장착되어 있고 알고리즘으로 업로드 되어 자율적으로 작동하며 충돌을 피할 수도 있다.

오션원은 최대 수심 200미터에 도달하도록 설계되었지만, 연구원들은 새로운 목표를 1km로 잡고 있었기 때문에 오션원이란 새로운 이름이 붙었다.

연구팀은 유리로 된 미세 구체가 포함된 특수 폼을 사용하여 부력을 증가시키고 인간이 해수면에서 경험하는 압력보다 100배가 넘는 1000미터의 압력과 싸울 수 있도록 로봇의 몸을 바꿨다.

연구원들은 바다 깊이로 내려갈 때 압축되는 것을 방지하는 오일과 스프링 메커니즘으로 로봇의 팔을 업그레이드했다.

스탠포드 공과대학의 박사과정 학생인 웨슬리 궈는 "이 프로젝트는 모든 솔루션을 작동시키려면 수많은 즉각적인 사고가 필요하다"고 고충을 털어놓았다.

연구팀은 스탠포드의 레크리에이션 풀장을 이용해 로봇을 테스트하고 붐에 비디오카메라를 부착시켜 물체를 수집하는 실험을 거쳤다. 그런 다음 오션원케이의 궁극적인 테스트에 돌입했다.


2021년에 시작된 지중해 투어는 오션원케이가 잠수함까지 124미터, 로마 선박까지 334미터, 그리고 궁극적으로 거의 1km까지 잠수할 수 있는 능력을 증명하는 것이었다. 하지만 문제가 없던 것은 아니다.

궈와 또 다른 스탠포드 박사과정 학생인 아드리안 피에드라는 폭풍우가 몰아치는 밤에 보트의 갑판에서 장애가 발생한 로봇의 팔 중 하나를 고쳐야 했다.

지난 2월 오션원케이의 딥 다이빙 중에, 팀원들이 추진기 점검을 위해 멈췄을 때 로봇이 상승할 수 없다는 것을 발견했다. 통신선과 전원선의 부선이 무너지면서 라인이 로봇 위에 쌓이게 되었던 것이다.

그들은 슬랙을 끌어당길 수 있었고, 오션원케이의 하강은 성공적이었다. 이 순간은 로봇이 깊은 해저에 첫 터치하는 순간이었다.

카티브 컴퓨터 공학교수는 이 경험을 ‘올 수 없는 여행’라고 불렀다. 그는 "로봇이 이렇게 깊은 곳까지 갈 수 있고, 환경과 상호 작용하며, 인간 조작자가 그 환경을 느낄 수 있게 한 것은 이번이 처음"이라고 밝혔다.

7월에 연구팀은 로마 함선과 크리스피를 다시 방문했다. 키티브는 “전체의 모습은 거의 사라졌지만, 화물은 해저에 흩어져 있었다”고 말했다. 로마 선박의 현장에서 오션원케이는 고대 꽃병과 석유램프를 성공적으로 수집했으며, 이 램프에는 제조사 이름이 남아 있었다고 한다.

이 로봇은 조심스럽게 크리스피호의 부서진 선체 안에 붐 카메라를 설치해 박테리아가 배의 철분을 잔뜩 먹고 있는 동안 산호와 녹을 형성하는 영상을 촬영했다.

피에드라는 "우리는 탐험을 위해 프랑스까지 갈 것"이라며 “이것이 얼마나 중요한지, 다이빙이 얼마나 참신하고 중요한지, 그리고 이것이 과학 전반에 무엇을 의미하는지 알 수 있다"고 말했다.


2014년 아이디어에서 탄생한 이 프로젝트는 잃어버린 수중 도시, 산호초, 깊은 잔해로 가는 계획된 탐험의 무궁무진한 미래를 가지고 있다. 오션원케이의 혁신은 보트, 부두, 파이프라인 수리 같은 더 안전한 수중 엔지니어링 프로젝트를 위한 토대를 마련했다.

다가오는 임무 중 하나는 페루와 볼리비아의 국경에 있는 티티카카 호수에서 침몰한 증기선을 탐사하는 일이다. 하지만 카티브와 그의 팀은 이 프로젝트에 대해 훨씬 더 큰 꿈을 가지고 있다.

카티브는 유럽 우주국이 이 로봇에 관심을 표명했다고 말했다. 국제 우주 정거장에 탑재된 촉각 장치는 우주 비행사들이 로봇과 상호 작용할 수 있도록 할 것이라고 한다.

카티브는 "그들은 물속 깊은 곳에서 로봇과 상호작용할 수 있고 이것은 다른 행성이나 다른 달에서 이 작업을 응용 할 수 있기 때문에 놀라운 것"이라 말했다.


김진영 글로벌이코노믹 기자