[2기 대전 김형순] Boston Dynamics ‘BigDog’

             

 

 

 

 

안녕하세요 대전 멤버십의 김형순 회원입니다.

 

저는 현재 로봇과 관련된 곳에서 공부를 하고 있습니다.  Wall-e 같은 로봇을 만들고 싶어하는 학생입니다. 다족형 견마로봇 관련된 일을 합니다. 센서와 친하게 지내고 있습니다. 

 

인터넷에서 많이 접하셨을 다족형 견마로봇을 조금더 자세히 알고 가면 어떨까..하는 생각에 유명한 빅독 들쳐보기라는 주제로 2회에 걸쳐 글을 작성 할까 합니다. 반응에 따라 다른 로봇이나 다른 주제로 변경될 수 도 있습니다.

 

 글의 형식은 블로그이기 때문에 편하게 즐기며 보시라는 의미에서 높임말 대신 편하게 쓰도록 하겠습니다. 질문이나 제가 틀린 글이 있는경우 댓글이나 연락을 주시면 답변 및 수정 하도록 하겠습니다.

 

 

'다음글은 Boston Dynamics의 발표자료와 인터넷을 참고하여 작성 되었습니다.'

 

 

 

                            

 

Boston Dynamics ‘BigDog’의 소개는 언제나 산양이 등장한다.

2005년 미국 Defense Advanced Research Projects Agency라는, 우리나라로 하면 국방과학연구소쯤? 되는 곳에서 후원하고 Boston Dynamics, NASA, Harvard Univ. 에서 시작 된 빅독은 차량이 진입하기 힘든 지역에서의 수송을 담당하기 위해 산양을 모방하여 기획된 로봇이다.

 

 

이 사진을 보면 확실히 산양은 험지 수송에 적합한 동물이 아닐까?

 

 

 

빅독은 외계생물일까?.. 안에 설마 사람이 들어있지는 않을까?

 

 

 

다시 한번 확인 해 보도록 하자..

 

    

 

 

 

 

사람이 들어있는 빅독이나 진짜 빅독이나 아...구분이 안간다......

 

내가 로봇인지 로봇이 나인지 이곳은 천국이로구나...

 

이제 진정 생명체...

 

와 같은 빅독의 내부는 어떻게 이루어져 있는지 알아보도록 하자..

 

 

기본적으로 빅독의 다리는 유압 작동기로 구동된다..

 

 

 

여기서 잠깐 우리가 흔하게 접할 수 있는 유압 작동기는 포크레인을 생각하면 쉽다.포크레인의 작업 팔? 부분을 잘 들여다 보면 위의 작동기와 똑같이 생긴 큰! 것을 볼 수 있다. 빅독은 이 유압 작동기를 다리에  4개씩 사용하고 있다.

 

 

 

 

 

그 유압 작동기를 구동하기 위해서는 일정한 유압이 필요로 한다. 빅독은 이 유압을 발생 시키기 위해 동영상의 시끄러운 소리를 내는 2행정 엔진을 이용한 펌프를 사용한다.

다시 여기서 잠깐 2행정 엔진은 과거 스쿠터 엔진으로 많이 사용되었으나 근래는 큰 소음과 불완전 연소로 매연이 많이 발생하기 때문에 많은 곳에서 사용하고 있지는 않지만 출력이 좋기 때문에 경주용 카트(카트라이더의 카트 ^^;;) 엔진으로 널리 사용되고 있다.

 

 

 

 자 이제 어떤 힘으로 움직이는지 알았으니 어떻게 움직이는지도 궁금해진다.

 

 

 

 

 

 

 

빅독의 다리는 위의 그림처럼 이루어져있다.

실질적으로 구동에 필요한 작동기 부분은 hip과 knee에 해당하는 부분이고 나머지 작동기는 다리가 부드럽게 지면을 딛게하기 위해 사용된다.  

 

 

 

빅독의 전반적인 모습을 보면 각 다리의 작동기들과 작동기를 구동하기 위한 엔진과 펌프, 엔진열을 식혀줄 냉각부........ 작동기가 다리를 구성하고 있는 점을 빼면 기구는 영락없는 오토바이다..그러나 로봇 처럼 보이는 우리의 스마트 폰에도 많이 들어있는 IMU와 제어를 위한 컴퓨터가 숨어있다.

IMU같은 경우 아이폰에 들어있는 것 보다 음........정확하지 않지만 2000배쯤 비싼? 놈이 들어있다. 최근 논문에 보면 항법급 IMU가 몸체에 들어있고 전략급 IMU가 머리 센서부 부분에 있다고 되어있는데 항법급의 경우 대략 1억.........전략급은 2000만원을 넘는 어마어마한 가격이 ...빅독이 넘어지면 돈은 생각에서 잊도록 하자. 

 

제어용 컴퓨터는 생각보다 친숙한 펜티엄이 쓰인다. 물론 제어용 운영체제는 리얼타임 OS를 사용하고 있다.

 

 

자 이제 하드웨어에 대하여 감을 잡았으니 가장 중요한 소프트웨어는 어떨까?

 

 

 

로봇을 만들고 있고, 만들고 싶어하는 학생들이 가장 많이 하는 실수는 하드웨어를 완성하면 아..이제 거의 다 만들었구나.....하고 생각하는게 아닐까?

로봇의 하드웨어는 소프트웨어 전공하는 친구들이 "hello world"를 화면에 찍는 정도가 아닐까? 하는 개인적인 생각이다.

 

 

위의 그림과 같은 복잡한 구조로 이루어져 있다... 저 많은 것 중에 파란 블럭 하나만 잘 해도....먹고 산다. 잘... 배부르게.. ^^

크게 제어와 네비게이션으로 구분 할 수 있다. 제어의 자세한 구현 내용은 할머니도 엄마도 모른다. 엄청나게 많은 기법과 다양한 논문 만이 존재할 뿐이다. 

 

제어 기법에 관하여 좀더 자세히 알고 싶은 사람들은 Marc Raibert의 legged robots that balance 책을 추천한다. 빅독 만든  Marc Raibert 아저씨가 쓴 책이라 잘 나와있다. 

 

이상 빅독의 구동을 위한 부분에 대하여 살짝 들쳐 보았다. 걷기 위한 준비를 마쳤고 걷기 위해서는 어떤 센서를 사용하여 앞을 보고, 길을 찾을 것인지 하는 문제들이 남아 있다. 이 문제들은 다음에 이어서 써보도록 하자.

 

 

 

 

@^..^@

빅독을 만든 팀을 살짝 보면 박사만 10명 이상... 석사도 그 이상, 또 많은 학사들도 있다.. 대부분 .. MIT, Yale, CMU................우수한 인재와 다양한 회사, 많은 자금력을 바탕으로 탄생한 빅독입니다. 언제나 열정을 잃지않고 노력하는 멤버십 회원이 된다면 삼성 소프트웨어 멤버십에서도 곧 빅독을 뛰어넘는 멋진 로봇을 만들 수 있으리라 생각합니다..