수중 로봇용 배터리 재충전ㆍ도킹 기술 VIDEO: What if underwater robots could autonomously dock mid-mission to recharge and transfer data?
美 퍼듀대, 수중 로봇용 배터리 재충전ㆍ도킹 기술 개발
사람 개입 없이 장시간 수중 로봇 임무 수행 가능해
미국 퍼듀대 연구진이 데이터 전송이나 배터리 재충전을 위해 수상으로 올라올 필요가 없는 수중 로봇 배터리 재충전 및 도킹 기술을 개발했다고 사이언스 데일리 등 매체들이 보도했다.
마치 가정용 청소 로봇인 룸바(Roomba)가 청소 도중 스스로 도킹 스테이션으로 이동해 배터리를 재충전 받는 것과 비슷한 원리다. 수중에선 집안보다 훨씬 조건이 나쁘기 때문에 보다 높은 수준의 기술력이 요구된다.
Portable Docking Station For Autonomous Charging: Marine Robotics TechieTonics
퍼듀대 연구진이 수중 로봇 배터리 재충전 기술을 개발했다(사진=퍼듀대)
What if underwater robots could autonomously dock mid-mission to recharge and transfer data? WEST LAFAYETTE, Ind. — Robots can be amazing tools for search-and-rescue missions and environmental studies, but eventually they must return to a base to recharge their batteries and upload their data. That can be a challenge if your robot is an autonomous underwater vehicle (AUV) exploring deep ocean waters. Now, a Purdue University team has created a mobile docking system for AUVs, enabling them to perform longer tasks without the need for human intervention. The team also has published papers on ways to adapt this docking system for AUVs that will explore extraterrestrial lakes, such as those of Jupiter and Saturn’s moons. “My research focuses on persistent operation of robots in challenging environments,” said Nina Mahmoudian, an associate professor of mechanical engineering. “And there’s no more challenging environment than underwater.” Once a marine robot submerges in water, it loses the ability to transmit and receive radio signals, including GPS data. Some may use acoustic communication, but this method can be difficult and unreliable, especially for long-range transmissions. Because of this, underwater robots currently have a limited range of operation. View full text https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2020/Q4/what-if-underwater-robots-could-autonomously-dock-mid-mission-to-recharge-and-transfer-data.html |
해양 과학자들이나 수중 탐사 전문기업들은 수중자율로봇(AUV)을 투입해 심해 등 해양 연구 활동을 벌인다. 하지만 수중 로봇은 물속으로 들어가면 GPS 등 전파 수신이 불가능하다. 음파를 이용해 커뮤니케이션을 할 수 있지만 기술적으로 쉽지 않고 신뢰성도 떨어진다. 장거리 통신은 더더욱 힘들다.
이 때문에 AUV 등 수중 로봇 운용자들은 데이터 전송이나 배터리 재충전을 위해 수중 로봇을 빈번하게 수상으로 올려보낸다. 수상으로 수중 로봇이 떠오르면 해양 과학자나 엔니지어들은 수중 로봇으로부터 데이터를 전송받고 배터리를 재충전한 후 다시 수중으로 보낸다.
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이 같은 이유로 수중 로봇을 장시간 수중에 투입하는 것은 쉽지 않은 일이다. 이런 문제를 해결하기위해 퍼듀대 연구팀은 수중자율로봇을 위한 모바일 도킹 솔루션을 개발했다. 이 기술을 수중자율로봇에 적용하면 로봇이 사람의 개입 없이 장시간 수중 임무를 수행할 수 있다.
연구 책임자인 퍼듀대 니나 매모우디안 교수는 “기존의 수중 로봇들은 사전에 꽉 짜여진 수중 경로를 이동한다. 하지만 데이터 전송과 배터리 재충전을 위해 수상으로 올라가야만 하는데 이 같은 과정은 비용이 많이 들어가고 로봇의 임무 시간을 제한한다“고 말했다.
연구팀은 이번 연구 성과를 전문 저널인 ’IEEE 로보틱스 앤 오토메이션 레터스‘에 발표했다. 연구팀은 이 기술을 활용하면 극지 탐험 뿐 아니라 토성이나 목성 등에 있는 것으로 추정되는 호수에 수중 로봇을 장기간 투입하는 것도 가능해진다고 지적했다. 이번 연구는 전미과학재단(NSF)과 해군연구소의 자금 지원으로 이뤄졌다.
장길수 ksjang@irobotnews.com 로봇신문사
Autonomous Underwater Docking
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