연구진이 육상과 수중 환경을 자유롭게 오가며 전례 없는 효율성과 민첩성을 자랑하는 혁신적인 양서류 로봇견을 공개했다.
기존의 양서류 로봇이 주로 파충류나 곤충에서 영감을 얻은 것과 달리, 이번 4족 시스템은 포유류의 수영 메커니즘을 모방했다. 이 로봇은 길이 300mm, 폭 100mm, 무게 2.25kg로, 중국 화남이공대의 리윈취안 교수와 예천 교수가 이끄는 연구팀에 의해 개발됐다.
핵심 혁신은 AI 기반 생체 모방 궤적 계획 시스템에 있다. 이 시스템은 실제 개의 자연스러운 패들링 보행을 동적으로 모방한다. 리 교수는 “우리 로봇견이 물과 육지 모두에서 효율적으로 이동할 수 있는 비결은 실제 개의 패들링 보행을 모방한 생체 모방 궤적 계획에 있다”며 “이중 관절 다리 구조와 세 가지 패들링 보행 방식은 기존 로봇의 느린 수영 속도와 비현실적인 보행 계획 등 한계를 극복했다”고 설명했다.
연구팀은 속도와 추진력을 극대화한 두 가지 개 패들링 방식과, 안정성을 높인 트로트(속보)형 패들링 등 세 가지 보행을 설계·실험했다. 실험 결과, 개 패들링 방식이 수중 속도에서 우위를 보여 최대 0.576km/h를 기록했으며, 트로트형은 안정성에 중점을 뒀다. 육상에서는 최대 1.26km/h의 속도를 달성했다.
로봇 구조 역시 정밀하게 설계됐다. 무게 배분과 부력 제어를 통해 두 환경 모두에서 안정적이고 효과적인 성능을 구현했다. 무게 중심과 부력 중심을 균형 있게 배치해 수중에서 올바른 자세를 유지하도록 했으며, 배터리와 제어 보드 등 무거운 부품을 하단에 배치했다.
이처럼 다재다능한 기술은 환경 연구, 수색 및 구조, 재난 대응 등 육상과 수중 이동이 모두 필요한 다양한 분야에 새로운 가능성을 제시한다. 이번 연구는 2025년 5월 8일 IOP Publishing의 ‘Bioinspiration & Biomimetics’ 저널에 게재됐으며, 자연에서 영감을 받은 로봇공학과 양서류 이동 시스템 분야에서 중요한 진전을 이뤘다.