로보틱스 및 피지컬 AI
수중 탐험의 혁신: 브라운 대학교의 Pleobot, 해양의 비밀을 풀다
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상상해보세요. 복잡한 수중 환경에서 작동하는 자율적인 로봇 네트워크입니다. 이 로봇들은 서로 연계되어 작동하며, 자세한 과학적 조사와 고위험 수색구조 임무를 수행합니다. 이러한 미래적인 비전은 브라운 대학교의 연구자들이 새로운 유형의 수중 항법 로봇을 개발하면서 현실로 다가서고 있습니다. 최근에 발표된 연구에서紹介된 Pleobot이라는 로봇 플랫폼은 이러한 연구의 핵심입니다.
크릴은 해양 생태계의 중요한 부분을 구성하는 작은 갑각류입니다. 이들은 놀라운 수영 능력과 기동성, 가속력, 회전력을 가지고 있습니다. 브라운 대학교의 연구자들은 크릴의 수영 능력을 모방하여 Pleobot이라는 로봇 플랫폼을 개발했습니다. 이 로봇은 세 개의 관절이 있는 섹션으로 구성되어 있으며, 크릴의 특징적인 수영 방식인 메타크로날 수영을 모방합니다.
“Pleobot을 통해 우리는 크릴의 수영 방식의 모든 측면을 조사할 수 있습니다. 이는 수중에서 기동성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.”라고 브라운 대학교 공학부의 박사 과정 학생인 사라 올리베이라 산토스(Sara Oliveira Santos)는 말합니다.
연구 팀은 Pleobot을 사용하여 크릴의 수영 방식의 모든 측면을 조사하고, 1억 년의 진화 과정을 통해 더好的 로봇을 개발하는 데 필요한 지식을 얻으려 합니다.
Pleobot의 메커니즘: 크릴 수영의 경이로움을 모방하다
Pleobot 프로젝트는 브라운 대학교와 멕시코 국립 자치 대학교의 국제 협력입니다. 이들은 크릴의 수영 방식과 복잡한 해양 환경에서 어떻게 기동하는지에 대한 비밀을 풀어가는 중입니다. 크릴은 메타크로날 수영을 통해 매일 1,000미터 이상의 거리를 두 번씩 이동할 수 있습니다.
“우리는 크릴의 수영 방식의 메커니즘을 일부 알고 있습니다. 그러나 우리는 더 자세한 데이터가 필요합니다.”라고 브라운 대학교의 빌헬무스 연구소의 박사 후 연구원인 닐스 택(Nils Tack)은 말합니다.
자율 수중 차량의 미래를 개척하다
연구자들은 크릴의 메타크로날 수영 방식이 로봇의 기동성을 크게提高할 수 있다고 믿습니다. 이 기술은 미래의 수중 로봇 스웜 시스템에서 사용될 수 있습니다. 브라운 대학교의 공학부 조교수인 모니카 마르티네즈 빌헬무스(Monica Martinez Wilhelmus)는 “우리는 크릴의 수영 방식의 메커니즘을 이해함으로써 미래의 로봇 디자인에 대한 정보를 얻을 수 있을 것입니다.”라고 말합니다.
이러한 로봇 스웜은 지구의 해양을 지도화할 수 있고, 광범위한 수색구조 임무에 참여할 수 있으며,甚至은 우리 태양계의 달인 유로파의 해양을 탐험할 수 있습니다. 빌헬무스는 “크릴의 집단은 자연에서 스웜의 좋은 예입니다. 이 연구는 우리의 장기적인 연구 목표인 다음 세대의 자율 수중 감지 차량을 개발하는 데 중요한 출발점입니다.”라고 말합니다.
Pleobot의 설계의 중요성
Pleobot의 설계는 유체 역학, 생물학, 메카트로닉스 등의 전문가들이 참여한 다학제적인 팀의 결과입니다. 이 로봇은 3D 프린팅部品으로 구성되어 있으며, 설계는 오픈소스입니다. 연구자들은 크릴의 비라미안 핀의 개폐 동작을 모방했습니다. 이는 이러한 플랫폼에서 처음입니다. 이 모델은 크릴의 크기의 10배로 제작되어 더 정확한 관찰과 분석이 가능합니다.
“우리의 연구에서 우리는 크릴의 수영 방식의 한 가지 desconocida 메커니즘을 발견했습니다. 즉, 크릴이 수영하면서 어떻게 부력을 유지하는지입니다.”라고 올리베이라 산토스는 말합니다. “우리는 로봇을 사용하여 이 메커니즘을 발견할 수 있었습니다.”라고 윤싱 수(Yunxing Su) 박사 후 연구원이 추가합니다. 그들은 수영하는 다리의 뒷면에 있는 저압 영역이 수영하는 다리의 동력 스토크 동안 부력 강화에 기여한다는 것을 발견했습니다. 이는 크릴의 효율적인 수영을 이해하고 모방하는 데 중요한 발견입니다.
브라운 대학교 팀의 Pleobot에 대한 개척적인 연구는 다음 세대의 자율 수중 감지 차량을 개발하는 데 중요한 발걸음입니다. 이러한 로봇이 탐험할 수 있는 가능성은 그들이 탐험할 해양의 크기만큼이나 광대합니다.
