NASA 존슨 우주 센터의 민첩한 로봇 팀은 도구를 잡고, 해치를 열고, 화물을 운반하는 등 손을 사용해야 하는 작업을 수행할 수 있는 로봇 시스템을 개발하고 있다. 이는 가혹한 환경에서 인간의 임무를 더욱 안전하고 지속 가능하게 만드는 것을 목표로 한다. 이 작업은 지구 궤도를 넘어, 특히 달 표면에서 인간 탐사를 확대하려는 NASA의 계획과 함께 진행되고 있으며, 향후 화성 임무에도 적용될 가능성이 있다.
휴스턴에 있는 존슨 우주 센터의 로봇 시스템 기술 부문에서 16명으로 구성된 팀을 이끄는 사람은 Shaun Azimi이다. 이 팀은 메카트로닉스, 소프트웨어, 전자공학, 기계공학 분야를 결합하고 있어 하드웨어와 소프트웨어를 개발하고, 운용을 시뮬레이션하며, 이를 하나의 체계 안에서 시험할 수 있다.
Robonaut 2에서 Valkyrie까지
팀의 경험은 국제우주정거장에서 7년 동안 로봇 기술 시연에 참여한 Robonaut 2와, NASA가 개발한 최초의 인간형 로봇인 두 다리 로봇 Valkyrie 등 과거 프로젝트를 기반으로 한다. 두 프로젝트에 참여했던 여러 엔지니어는 이동 및 환경 상호작용 기술을 계속 개발하고 있다.
NASA는 목표가 인간 탐사자를 대체하는 것이 아니라, 위험하거나 반복적인 작업을 수행할 수 있는 신뢰성 높은 로봇을 활용하는 것이라고 설명한다. 이를 통해 승무원은 인간의 판단과, 로봇이 아직 덜 효율적인 기술을 요구하는 작업에 집중할 수 있다.
iMETRO 시설, 현실과 가까운 환경에서 로봇 시험
Integrated Mobile Evaluation Testbed for Robotics Operations (iMETRO) 시설은 팀 업무의 핵심 축을 이룬다. 이 시설은 오픈 소스 소프트웨어와 시뮬레이션 도구, 우주선과 우주 거주지 모형, 가정용 로봇, 암석이 있는 야외 시험장을 결합한다. 이에 따라 완성된 로봇이나 하드웨어 또는 소프트웨어의 개별 구성 요소를 NASA 프로그램으로 이전하거나 외부 파트너와 사용하기 전에 시험할 수 있다.
PickNik Inc.의 한 팀은 이 시설을 사용해 로봇 팔이 우주선의 개구부를 인식하고, 잠금장치를 돌리고, 손잡이를 잡아 문을 연 다음, 개구부와 컨테이너 사이에서 화물 가방을 운반할 수 있도록 하는 소프트웨어를 시험했다. 또한 상용 로봇 팔과 카메라를 사용해 냉장 보관용 냉동고를 점검하고 유지보수를 지원하는 소프트웨어를 개발하는 데에도 이 시설이 사용됐다.
실제로 무엇이 달라지는가?
iMETRO의 중요성은 로봇 자체의 성능 시험을 넘어선다. 이 시설은 엔지니어들이 인간을 위해 설계된 환경과 로봇 사이의 관계를 시험할 수 있게 한다. 로봇이 인간의 감독 아래 작업을 reliably 수행하려면 더 큰 손잡이, 더 나은 조명, 또는 우주 거주지와 우주선 설계의 수정이 필요할 수 있다. NASA는 로봇 개발자와 우주 거주지 및 우주선 설계자를 한데 모으면 추측을 줄이고 운용상의 제약을 조기에 밝혀낼 수 있다고 본다.
이 팀은 단기적으로 달 표면에서 지속 가능한 인간의 존재를 지원하는 기술에 집중하고 있다. 한편 NASA는 화성 탐사를 위한 기술적 해결책을 대중에게 제안하도록 요청하는 향후 과제를 준비하기 위해 다른 기관들과도 협력하고 있다. 출처는 Valkyrie 또는 다른 로봇을 운용 임무에 배치할 일정은 제시하지 않으며, 정량적인 성능 결과나 최종 준비 수준도 제시하지 않는다. 따라서 개발은 여전히 연구개발과 응용 시험 단계에 있다.