Humanoid diving robot

인간형 다이빙 로봇이 바다 밑바닥의 난파선을 탐험하다
캘리포니아의 스탠퍼드 대학에서 만들어진 한 로봇이 인간이 할 수 없는 방식으로 난파선과 침몰한 비행기까지 잠수하고 있다. OceanOneK로 알려진 이 로봇은 조작자들이 마치 수중 탐험가처럼 느낄 수 있게 해줍니다.
OceanOneK는 앞모습이 인간 다이버를 닮았고, 팔과 손과 눈은 3D 시야로 수중 세계를 풀 컬러로 담아냈다.
로봇 뒷면에는 부서지기 쉬운 침몰선의 위치를 조심스럽게 조종할 수 있도록 도와주는 컴퓨터와 8개의 다방향 추진기가 있다.
해양 표면의 작업자가 OceanOneK를 지시하기 위해 컨트롤을 사용할 때, 로봇의 촉각(터치 기반) 피드백 시스템은 인공물의 윤곽뿐만 아니라 물의 저항을 느끼게 한다.
OceanOneK의 현실적인 시각과 촉각 능력은 사람들이 잠수부가 경험할 위험이나 엄청난 수중 압력 없이 깊은 곳으로 잠수하는 것처럼 느끼게 하기에 충분합니다.
스탠퍼드 대학의 로봇공학자 Oussama Khatib과 그의 학생들은 심해 고고학자들과 팀을 이루어 9월에 로봇을 다이빙하기 시작했다. 그 팀은 7월에 또 다른 수중 탐사를 막 끝냈습니다.
지금까지 OceanOneK는 침몰한 너도밤나무선 바론 F-GDPV 비행기, 이탈리아 증기선 르 프란체스코 크리스피, 2세기 로마 선박, 제2차 세계 대전 P-38 라이트닝 항공기, 그리고 르 프로테라고 불리는 잠수함을 탐사했다.
Crispi는 지중해 수면 아래 약 1,640 피트(500 미터)에 있습니다.
"여러분은 이 놀라운 구조물에 매우 가까이 다가가고 있고, 여러분이 그것을 만졌을 때 놀라운 일이 일어납니다: 여러분은 실제로 그것을 느낄 수 있습니다"라고 스탠퍼드 공대의 웨이차이 교수이자 스탠퍼드 로봇 연구소의 책임자인 Khatib이 말했습니다.
"저는 살면서 그런 일을 겪어 본 적이 없습니다. 나는 500미터 지점에서 크리스피를 만진 사람이라고 말할 수 있다. 그리고 저는 그것을 만지고 느꼈습니다."
OceanOneK는 로봇이 인간에게는 너무 위험한 수중 탐사를 하도록 하고 우리가 바다를 완전히 새로운 방식으로 보도록 돕는 미래의 시작에 불과할 수 있다.
수중 로봇 만들기
Khatib는 "OceanOneK와 그 전신인 OceanOne은 수중 환경과 다양한 깊이의 엄청난 압력을 견딜 수 있는 로봇을 만드는 것이 도전이었다"고 말했다.
OceanOne은 2016년 프랑스 남부에서 20마일(32km) 떨어진 지중해 아래 328피트(100m) 지점에 있는 루이 14세의 난파된 기함 라 루네를 탐험하며 첫선을 보였다. 1664년 난파선은 인간의 손길이 닿지 않은 채로 남아 있었다.
이 로봇은 자몽 크기의 꽃병을 되찾았고, Khatib는 OceanOne이 꽃병을 회수 바구니에 넣기 전에 만졌을 때 그의 손에서 감각을 느꼈다.
OceanOne에 대한 아이디어는 홍해 내의 산호초를 잠수부들을 위한 정상적인 범위를 넘어서는 깊숙한 곳에서 연구하려는 열망에서 나왔다. 스탠퍼드 팀은 인공지능, 첨단 로봇 공학, 촉각 피드백을 통합하여 가능한 한 인간 다이버에 가까운 무언가를 만들고 싶었습니다.
그 로봇은 길이가 약 1.5미터이고, 그것의 뇌는 산호나 바다 풍화 유물과 같은 물체를 깨뜨리지 않고 얼마나 조심스럽게 다루어야 하는지 기록할 수 있다. 오퍼레이터는 봇을 제어할 수 있지만 센서가 장착되어 있고 알고리즘과 함께 업로드되어 있어 자율적으로 작동하며 충돌을 피할 수 있다.
OceanOne이 최대 수심 656 피트(200미터)에 도달하도록 설계되었지만, 연구원들은 새로운 목표를 가지고 있었습니다: 1 킬로미터(0.62 마일) 그래서 OceanOneK의 새로운 이름이 되었습니다.
이 팀은 부력을 증가시키고 해수면에서 인간이 경험하는 것보다 100배 이상 높은 1,000 미터의 압력과 싸우기 위해 유리 미세구를 포함하는 특별한 거품을 사용하여 로봇의 몸을 바꿨다.
연구원들은 로봇의 팔을 바다 깊이로 내려올 때 압축을 방지하는 오일과 스프링 메커니즘으로 업그레이드했습니다. OceanOneK는 또한 두 가지 새로운 유형의 손을 얻었고 팔과 머리 움직임을 증가시켰다.
스탠퍼드 공대의 박사과정 학생인 웨슬리 궈는 "이 프로젝트는 그가 다른 어떤 시스템에서도 본 적이 없는 도전과 함께 온다"고 말했다. "이러한 솔루션을 작동시키려면 많은 즉각적인 사고가 필요합니다."
그 팀은 스탠퍼드의 레크리에이션 풀을 사용하여 로봇을 테스트하고 붐에 비디오카메라를 싣고 물체를 수집하는 것과 같은 실험을 실행했다. 그러고 나서 OceanOneK에 대한 궁극적인 시험이 왔다.
Deep Dives`
2021년에 시작된 지중해 투어는 OceanOneK가 잠수함까지 406피트(124m), 로마 선박 잔해까지 1,095피트(334m), 그리고 궁극적으로 거의 1km까지 잠수할 수 있다는 것을 증명하기 위해 0.5마일(852m) 깊이까지 성공하는 것을 보여줬다. 하지만 문제가 없는 것은 아니었다.
궈와 또 다른 스탠퍼드 박사과정 학생인 아드리안 피에드라는 폭풍우가 몰아치는 밤에 로봇의 장애가 있는 팔 중 하나를 보트 갑판에 고정해야 했다.
피에드라는 "나에게 이 로봇은 8년 동안 제작되었습니다, 말했다. "당신은 이 로봇의 모든 부분이 어떻게 작동하는지 이해해야 합니다. 무엇이 잘못될 수 있고 항상 잘못되고 있는지 말입니다. 그래서 그것은 항상 퍼즐과 같다. 이렇게 가까이에서 볼 수 없었던 난파선을 탐험하고 바다 깊숙이 잠수할 수 있다는 것은 매우 보람 있는 일입니다."
2월에 OceanOneK의 심해 잠수 동안, 팀원들은 추진기 점검을 위해 멈췄을 때 로봇이 상승할 수 없다는 것을 발견했다. 통신선과 송전선의 부력이 무너져 선이 로봇 위에 쌓였다.
그들은 느슨한 부분을 잡아당길 수 있었고, OceanOneK의 하강은 성공적이었다. 그것은 "로봇의 첫 번째 깊은 해저 터치/인간이 탐험할 수 있는 광대한 신세계"라고 쓰인 기념 마커를 해저에 떨어뜨렸다.
컴퓨터 과학 교수인 Khatib은 이 경험을 "믿을 수 없는 여정"이라고 불렀다. "로봇이 이렇게 깊이까지 갈 수 있고, 환경과 상호작용하며, 인간 조작자가 그 환경을 느낄 수 있도록 하는 것은 이번이 처음입니다."라고 그는 말했다.
7월에, 그 팀은 로마 배와 크리스피를 다시 방문했습니다. 카티브는 "전자는 거의 사라졌지만 화물은 해저에 흩어져 있다"고 말했다. OceanOneK는 로마 선박이 있던 곳에서 고대 화병과 석유램프를 성공적으로 수집했으며, 이 램프는 여전히 제조사의 이름이 새겨져 있다.
이 로봇은 조심스럽게 크리스피의 부서진 선체 안에 붐 카메라를 넣어 박테리아가 배의 철을 먹고 있는 동안 산호와 녹이 맺힌 모습을 촬영했다.
피에드라는 "우리는 탐험을 위해 프랑스까지 갑니다. 그리고 그곳에서 훨씬 더 큰 팀에 둘러싸여, 여러분이 스탠포드에서 연구해온 이 로봇의 조각이 실제로 훨씬 더 큰 것의 일부라는 것을 깨닫게 됩니다."라고 말했습니다.
"당신은 이것이 얼마나 중요한지, 다이빙이 얼마나 새롭고 중요할 것인지, 그리고 이것이 과학 전반에 무엇을 의미하는지 감을 잡습니다."
전도유망한 미래
2014년 아이디어에서 탄생한 이 프로젝트는 잃어버린 수중 도시, 산호초, 그리고 깊은 난파선에 대한 계획된 탐험의 긴 미래를 가지고 있다. OceanOneK의 혁신은 또한 보트, 교각, 파이프라인 보수와 같은 더 안전한 수중 엔지니어링 프로젝트를 위한 토대를 마련했다.
다가오는 임무 중 하나는 페루와 볼리비아의 국경에 있는 티티카카 호수에서 가라앉은 증기선을 탐사할 것이다.
그러나 Khatib과 그의 팀은 이 프로젝트에 대한 훨씬 더 큰 “우주”라는 꿈을 가지고 있다.
Khatib는 유럽 우주국이 이 로봇에 관심을 표명했다고 말했다. 국제 우주 정거장에 있는 햅틱 장치는 우주 비행사들이 로봇과 상호 작용할 수 있게 할 것이다.
"그들은 물속 깊은 곳에서 로봇과 상호작용할 수 있습니다."라고 Khatib은 말했습니다. "그리고 이것은 다른 행성이나 다른 달에서 이것을 하는 작업을 시뮬레이션할 것이기 때문에 놀라울 것입니다."