연구자들, 미지의 환경을 탐색하기 위한 소형 드론 군집 개발

델프트 공과大学의 연구자들은 자율적으로 미지의 환경을 탐색할 수 있는 소형 드론 군집을 개발했다. 이 연구는 10월 23일 Science Robotics에 발표되었다. 이 새로운 연구는 스웜 로봇틱스의 지속적인 개발에 중요하다.

이 소형 로봇들을 개발하는 가장 어려운 부분은 자율적으로 이동하기 위해 제한된 감지 및 계산 능력을 보완하는 것이었다. TU 델프트, 리버풀 대학교, 라드바우드 니메헌 대학교의 연구자들로 구성된 팀은昆虫의 탐색을 모델로 사용했다.

巨大한 가능성

이 사이트에서 여러 번 언급했듯이, 스웜 로봇틱스는 많은 가능성을 열어주는 성장하는 분야이다. 실제 昆虫 군집이 소형 로봇의 모델로 사용되었다. 개별 로봇은 능력이 제한될 수 있지만, 많은 로봇을 그룹화하면 새로운 능력을 제공할 수 있다. 소형 로봇은 일반적으로 더 저렴하고, 많은 큰 로봇이 수행할 수 없는 작업을 수행할 수 있다. 소형 로봇 드론을 사용한 스웜 로봇틱스는 재난 현장을 빠르게 탐색하고 이해할 수 있다. 이 기술은 아직 출시되지 않았지만, 연구자들은 많은 가능성 때문에 지속적으로 작업하고 있다.

TU 델프트, 리버풀 대학교, 라드바우드 니메헌 대학교의 공동 연구 팀은 네덜란드 국립 과학 재단 NWO 자연 인공지능 프로그램으로 자금을 지원받고 있다.

이 기술이 사용될 수 있는 주요 영역은 탐색 및 구조 임무이다. 연구 팀은 이러한 임무에서 사용할 수 있는 드론 군집을 개발했다. 연구 팀이 목표를 달성하면, 구조 작업자들은 소형 드론 군집을 사용하여 재난 현장을 탐색하고 보고할 수 있을 것이다. 예를 들어, 붕괴 직전의 건물은 드론에 의해 탐색되고, 드론은 건물 내의 사람들의 위치를 보고할 것이다.

소형 드론 군집은 또한 피해자를 찾기 위해 카메라를 장착할 수 있다. 연구 팀은 2개의 더미 피해자가 있는 실내 사무실 환경에 드론을 보내서 이 실험을 테스트했다. 실험은 성공적이었고, 6개의 드론이 6분 내에 80%의 개방된 방을 탐색했다. 이것은 단일 드론으로는 불가능한 작업이다.

다수의 소형 드론을 사용하는 또 다른 장점은 하나의 드론이 고장나서 이미지 가져오기를 실패하더라도, 동일한 정보를 가진 다른 드론이 여러 개 있기 때문에, 하나의 드론이 피해자를 찾았지만 이미지를 잃어버렸을 때, 다른 드론이 이미지를 가져올 수 있다.

가장 큰 도전

Kimberly McGuire는 이 프로젝트에서 일한 박사 과정 학생이다.

“드론 군집 탐색을 달성하는 가장 큰 도전은 드론의 개별 지능 수준에 있다”고 McGuire는 말했다. “프로젝트 초기에, 우리는 기본 비행 능력에 집중했다. 즉, 속도 제어와 장애물 회피였다. 그 다음에, 우리는 작은 드론이 서로를 감지하고 회피하는 방법을 설계했다. 우리는 무선 통신 칩을 사용하여 이를 해결했다. 즉, 각 드론에 무선 통신 칩을 장착하고, 칩 사이의 신호 강도를 사용했다. 이는 휴대폰의 WiFi 신호 강도와 유사하다. 이 방법의 주요 장점은 추가 하드웨어가 필요하지 않으며, 계산이 거의 필요하지 않다는 것이다.”

이 소형 스웜 로봇을 개발하는 가장 어려운 부분은 자율 탐색이다. 완전히 미지의 환경을 탐색하는 소형 로봇 군집을 개발하는 것은 매우 어렵다. 이것이 연구자들이昆虫을 모델로 사용한 이유이다. 昆虫은 일반적으로 미리 알지 못하는 환경을 탐색한다.

“새로운 탐색 방법의 기본 아이디어는 탐색 기대를 극단적으로 줄이는 것이다. 즉, 로봇이基地국으로 돌아갈 수만 있으면 된다”고 프로젝트의 책임자 Guido de Croon는 말했다. “로봇 군집은 먼저 환경으로 퍼져 나가서 각 로봇이 서로 다른 방향을 따라간다. 탐색 후, 로봇은基地국에 있는 무선 비콘으로 돌아간다.”

이 새로운 개발은 로봇틱스에서 나오는 많은 개발 중 하나이다. 스웜 로봇틱스는 많은 새로운 가능성을 열어주는 중요한 분야이다.