AI 요약
1987년, 로봇 공학에 매료된 영국 사진작가 리처드 그린힐(Richard Greenhill)은 유용한 일을 도울 수 있는 휴머노이드 로봇을 직접 제작하기 위해 매주 수요일마다 자신의 다락방에서 취미 공학자들과 모임을 시작했습니다. '쉐도우 그룹(Shadow Group)'이라 불린 이들은 단풍나무 프레임과 폐가전에서 수거한 부품을 활용하여 이족 보행 로봇 '쉐도우 워커(Shadow Walker)'를 개발했습니다. 이 로봇은 전기 모터를 사용하는 일반적인 방식 대신, 1950년대 발명된 맥키벤 근육(McKibben muscle)을 모방한 28개의 공압식 '공기 근육'을 사용하여 움직임을 제어했습니다. 쉐도우 워커는 168cm의 키에 38kg의 무게로 설계되어 스스로 서고 외력의 밀침에도 균형을 유지하는 데는 성공했으나, 센서와 밸브의 하드웨어적 한계로 실제 보행을 구현하는 데는 어려움을 겪었습니다. 비록 완벽한 보행에는 실패했지만, 이 무모한 DIY 프로젝트는 이후 세계적인 로봇 공학 기업의 초석이 되었습니다.
핵심 인사이트
- 설립 연도 및 주도자: 1987년 영국의 사진작가 리처드 그린힐이 로보틱스 및 애니메트로닉스 전문가 데이비드 버클리(David Buckley) 등과 함께 '쉐도우 그룹'을 결성하여 프로젝트를 시작했습니다.
- 혁신적인 공압 구동: 전기 모터를 전혀 사용하지 않고, 압축 공기를 이용해 수축·이완하는 28개의 '공기 근육(air-muscles)'을 장착하여 인간의 근육 움직임을 모방했습니다.
- 하드웨어 제원: 머리와 팔이 없는 형태의 쉐도우 워커는 높이 168cm, 폭 46cm, 무게 약 38kg의 물리적 제원을 가집니다.
- 소프트웨어적 시도: 10대 시절 그룹에 합류한 리치 워커(Rich Walker)가 로봇의 균형 제어 문제를 해결하기 위해 신경망(Neural Networks) 기반의 제어 소프트웨어를 작성했습니다.
주요 디테일
- 간결한 단풍나무 골격: 인체의 뼈 구조를 모방하되 하퇴부 뼈를 하나로 단순화하고, 무릎뼈(슬개골)를 없앤 단순한 단풍나무 골격 구조를 채택했습니다.
- 12도의 자유도: 발목의 이중 축 설계를 통해 2도의 움직임을 확보하는 등, 고관절, 무릎, 발목, 발가락을 포함한 총 8개의 관절을 연결하여 12도의 자유도(degrees of freedom)를 구현했습니다.
- 친환경적 부품 재활용: 고철 처리장이나 오래된 프린터 등에서 수집한 버려진 부품들을 조립하여 제작 비용을 최소화했습니다.
- 동작 제어의 한계: 로봇이 안정적으로 서서 외부 자극에 중심을 잡는 데까지는 성공했으나, 센서 및 공압 제어 밸브의 낮은 신뢰성으로 인해 안정적인 보행 단계에는 도달하지 못했습니다.
향후 전망
- 개척자적 로봇 기업의 탄생: 이 아마추어 취미 모임의 핵심 멤버들은 훗날 세계에서 가장 정교한 로봇 손(Shadow Dexterous Hand)을 개발하는 등 업계를 선도하는 '쉐도우 로봇 컴퍼니(Shadow Robot Company)'를 설립하는 성과로 이어졌습니다.
- 소프트 로보틱스 연구의 영감: 모터가 아닌 부드러운 공압식 인공근육 기술을 사용한 이들의 시도는 현대 로봇 공학에서 인간과의 안전한 상호작용을 연구하는 소프트 로보틱스 분야에 지속적인 영감을 주고 있습니다.
출처:ieee_spectrum