[서울신문 나우뉴스]



(모의 화성 환경에서 탐사 중인 애니멀 로봇. Dr. Tomaso Bontognali


미국 항공우주국(NASA)의 큐리오시티와 퍼서비어런스 로버는 화성 표면을 누비는 ‘이동식 실험실’로서 인류의 화성 탐사에 수많은 과학적 성과를 안겨줬다. 800kg 넘는 무게와 큰 차체 덕분에 다양한 과학 실험 장비를 탑재한 덕분이다. 하지만 너무 느린 속도가 약점으로 지적된다. 화성은 넓은데 로버의 이동 거리는 매우 짧기 때문입니다.
화성 바다이야기게임다운로드 로버들의 이동 속도가 느린 이유는 여러 가지다. 로버의 무게 대비 동력원인 원자력 전지(RTG)의 출력이 낮은 데다, 지구에서 직접 통제를 받다 보니 통신 지연 시간이 발생합니다. 지구와 화성 사이의 거리에 따라 신호를 주고받는 데만 짧게는 4분에서 길게는 22분 이상(왕복 기준 최대 44분 이상) 소요돼 즉각적인 대응이 불가능합니다.
손오공릴게임예시 여기에 바퀴를 이용해 이동하는 특성상 화성의 거친 암석 지형을 지날 때 전복이나 파손을 막기 위해 극도로 신중하게 움직여야 한다. 한 번 고장 나면 수리가 불가능하니 최대한 조심해서 조금씩 움직일 수밖에 없는 것입니다.
이러한 기존 탐사 방식의 한계를 극복하기 위해 가브리엘라 리게자 박사(유럽우주국 ESA 박사후 연구원)가 이끄는 연구팀은 사아다쿨 새로운 대안을 제시했다. 화성의 험난한 지형을 자유롭게 돌파할 수 있는 ‘사족보행 반자율 로봇’을 이용하는 것입니다.
연구팀은 취리히 연방 공과대학교(ETH Zurich) 로봇 시스템 연구소 및 ETH Zurich Space, 취리히 대학교, 베른 대학교와 협력해 이미 산업계에서 그 성능이 검증된 사족보행 로봇 ‘애니멀(ANYmal)’을 온라인릴게임 기반으로 한 화성 탐사 모델을 개발하고 있습니다.
최근 발표한 연구에서 애니멀은 미세 현미경 이미지 센서인 ‘MICRO’와 ESA-ESRIC 우주 자원 챌린지를 위해 특수 제작된 ‘휴대용 라만 분광기’를 탑재한 로봇 팔을 장착하고 테스트를 진행했습니다. 연구팀은 바젤 대학교 내에 조성된 모의 화성 환경인 ‘마스레이버(Marslabor)’ 바다이야기디시 에서 이 사족보행 로봇을 테스트했습니다.
이 로봇이 네 다리를 이용해 울퉁불퉁한 지형을 쉽고 안전하게 이동할 수 있는지 검증하는 것과 함께 연구팀의 중요한 목표는 인간의 지시를 기다리지 않고 스스로 탐사했을 때 진짜 속도가 더 빠르고 충분한 과학적 성과를 거둘 수 있는지입니다. 연구팀은 전문가가 실시간으로 개입하는 ‘전통적 단일 목표 탐색 방식’과 로봇이 스스로 판단해 여러 지점을 순차적으로 탐사하는 ‘반자율 다중 목표 전략’을 비교했습니다.
연구 결과 반자율 임무의 속도가 훨씬 빠른 것으로 나타났습니다. 인간이 대략적인 목표 영역만 지정해 주면 로봇이 스스로 임무를 수행하는 반자율 방식은 완료까지 약 12~23분이 소요된 반면, 사람이 모든 과정을 직접 조종했을 때는 유사한 임무에 41분이 걸렸습니다. 속도는 두 배 이상 빨라졌지만, 과학적 분석의 정확도와 성공률은 높은 수준을 유지했습니다.



애니멀이 탐사한 암석 샘플들. Dr. Gabriela Ligeza


좀 더 구체적으로 설명하면 애니멀은 자율적으로 목표물을 선정해 접근한 뒤, 로봇 팔을 이용해 장비를 배치하고 분석된 이미지와 스펙트럼 데이터를 전송하는 데 성공했습니다. 특히 탄산염암이나 현무암뿐 아니라 행성 탐사에서 핵심 자원으로 꼽히는 감람석, 사장석 등 다양한 암석 유형을 정확히 구분해냈습니다. 또 로봇이 탐사한 루틸과 같은 산화물이나 달의 구성 성분과 유사한 사장석 등은 향후 우주 거주지 건설이나 자원 확보 임무에서 매우 유용한 정보가 될 수 있습니다.
이번 연구는 미래 화성 및 달 탐사에서 인공지능(AI) 기반의 자율 혹은 반자율 로봇이 탐사 기간을 단축하거나 같은 기간에 더 많은 성과를 거둘 수 있음을 보여줬습니다. 물론 아직은 연구 단계로 바로 인공지능 로봇을 화성에 투입하는 것은 아니지만, 미래 화성 탐사에서 상당히 유망한 신기술이 될 가능성이 높아졌습니다. 이 연구 결과는 국제 학술지 ‘우주 기술 프런티어(Frontiers in Space Technologies)’ 2026년 최신호에 게재됐습니다.
고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com