어둡고 차가워 사람이 접근할 수 없는 깊은 바다나 용암이 금방이라도 흘러내릴 듯한 화산지대, 산사태나 태풍이 휩쓸고 지나가 금방이라도 무너질 듯한 재난지역까지. 모두 인간이 들어가기엔 매우 위험한 극한환경이다.

유선철 포스텍 IT융합공학과 교수의 극한환경로봇연구실은 이러한 극한환경을 자유자재로 돌아다니며 임무를 수행하는 로봇을 연구하고 있다. 바닷속부터 공중에 이르기까지 어떤 현장에든 투입돼 활약하는 다양한 필드로봇을 개발하는 게 목표다.

연구실이 2016년 개발한 자율 수중로봇 ‘사이클롭스’는 포항 구룡포 앞바다를 자유롭게 다니며 바다 지형을 5cm 단위로 구분할 수 있는 정밀한 해저 지도를 만들어냈다. 물속은 전파가 통하지 않고 위성위치확인시스템(GPS)도 무용지물인 공간이다. 인간은 달의 표면까지 정밀한 망원경으로 관찰하고 있지만 정작 바로 옆에 있는 물속은 전혀 확인하지 못하고 있다. 사이클롭스는 조류에 몸을 가누기 힘든 물속에서 전후좌우를 수 mm 단위로 정밀하게 헤엄치며 바닷속 구석구석을 카메라로 촬영한다.

최근 사이클롭스는 인공지능(AI)과 모듈형 로봇과 만나며 점차 극한환경에 적응하고 있다. 주변에 초음파를 쏴 자신 주변의 지형지물을 파악하고 이를 토대로 자신의 위치를 찾아낸다. 초음파가 미치지 못하는 부분은 AI로 주변 환경의 특징까지 정밀하게 추출해 지도를 구축한다. 사이클롭스에 장착하기 위한 로봇 ‘에이전트 비히클’은 탐사 도중 확보해야 할 물체를 발견하면 분리된 후 물속을 헤엄쳐 집게로 물체를 집어 온다.

수중뿐 아니라 수상과 육상, 공중으로도 극한환경 로봇 개발의 범위가 넓어지고 있다. 연구실에서 개발 중인 수중생물을 모방한 지느러미(핀) 추진 로봇은 물 위를 헤엄치다 땅 위로 올라와도 바퀴가 구르듯 앞으로 나아갈 수 있다. 사람이 접근할 수 없는 공간을 탐사하는 드론 로봇도 개발되고 있다.

극한환경 로봇은 곧바로 현장에 투입할 로봇을 만드는 가장 좋은 전략 중 하나다. 로봇 연구자들 사이에서는 로봇이 실험실을 나가는 데 100년이 걸린다는 이야기가 있다. 통제된 실험실 환경과 현장의 복잡한 환경은 하늘과 땅 차이기 때문이다. 연구자 1명이 자신의 연구를 보여주는 로봇 하나씩을 만든다는 목표를 가진 극한환경로봇연구실은 100년이라는 시간을 빠르게 극복하고 현장에서 결과를 보이는 로봇들을 선보이고 있다.