SF / 과학 포럼
SF 속의 상상 과학과 그 실현 가능성, 그리고 과학 이야기.
SF 작품의 가능성은 어떻게 펼쳐질 수 있을까요? 그리고 어떤 상상의 이야기가 가능할까요?
SF에 대한 가벼운 흥미거리에서부터 새로운 창작을 위한 아이디어에 이르기까지...
여기는 과학 소식이나 정보를 소개하고, SF 속의 아이디어나 이론에 대한 의견을 나누며, 상상의 꿈을 키워나가는 곳입니다.
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이런 형태입니다만..
아직 현실은..
http://www.policeone.com/police-technology/robots/articles/6008294-Real-life-RoboCop-coming-soon/
^^
2013.02.08 00:36:08
만약 발바닥이 '건담'이나 '자쿠'처럼 평평하면 평지나 부드러운 지형에선 상관이 없지만 거친 지형에서 문제가 생깁니다.
간략히 설명하자면,
원래 의도와 달리 발과 지면이 닿는 지점이 "면"이 아니라 몇개의 불특정한 "점"이 되기 때문입니다.
예를 들어 자갈이나 바위로 이뤄진 산사면에서 평발이라면 발바닥이 지면에 닿는 지점은 하나의 점이 될 수도 있고 10개의 점이 될 수도 있습니다. 더 큰 문제는 자세를 바꿀 때마다 이 점들의 위치가 이동한다는 점입니다.
보행은 트랜지션-안정상태-트랜지션-안정상태를 반복합니다.
트랜지션은 무게 균형이 무너지는 단계이고 안정상태에서는 균형이 맞춰지는 거죠.
이때 균형을 맞추는 방법에는 크게 두 가지가 있는데 하나는 다음번 안정상태에 도달했을 때의 상태를 미리 예측해서 거기에 맞춰 무게중심을 미리미리 옮겨놓는 방식이고, 다른 하나는 일단 접지점을 이동시킨 뒤 그 상태에서의 무게균형을 재빨리 계산해서 무게중심을 옮기는 방식입니다. 대부분의 생물, 또는 보행기계는 두가지를 모두 이용합니다. 이 때 문제가 되는 것은 속도입니다. 하중이 쏠려서 기울어지는 것보다 반응속도, 즉 무게중심을 옮겨서 균형상태를 복원하는 속도가 더 빠르면 쓰러지지 않지만 그 반대라면 쓰러집니다. 위에서 이야기한 평발은 접지점의 예측이 불가능하고 변화무쌍해서 자빠지게 될 가능성이 높은 거죠. 다족보행이라면 항상 3개 이상의 다리를 접지시키는 정적보행으로 쓰러지는 건 막을 수 있겠지만 이동속도가 느려지고 에너지효율이 낮아지는 건 피할 수 없고, 그 경우에도 평발이라면 몸체가 흔들리는 등의 불이익을 감수해야 합니다.
하지만 그건 산악이나 자갈밭 이야기고 평지에선 상관없다고 생각할 수도 있겠죠.
만약 저 위의 경찰로봇의 발이 평평하다고 가정해보죠. 걷다가 도로의 가장자리에 발을 디뎠다면 접지면이 불안정한 선 또는 점이 됩니다. 다음 걸음을 옮길 때 몸이 휘청거리게 될 가능성이 매우 높겠죠. 만약 그 순간이 무기 발사나 공격 회피처럼 섬세한 동작이 필요한 순간이라면 위기가 찾아올 수 있습니다. 평탄한 것처럼 생각되는 도심이나 건물 내 환경도 사실은 그다지 평탄하진 않습니다.
그럼 실제 동물은 어떨까요?
사람이나 포유류같은 고등 동물들의 발이 평평해보이지만 사실은 수십개의 관절들로 이뤄진 복잡한 구조입니다. 그래서 접지면에 맞춰서 발바닥이 자연스럽게 굽어지도록 되어있습니다. 따라서 예측이나 사후 수정에 의해 무게중심을 조절해줄 필요를 극적으로 감소시킵니다.
그런 사치를 누릴 수 없는 작은 동물들, 예를 들어 곤충인 경우에는 발이 뾰족합니다. 뾰족한 발이라면 접지면은 항상 한 개의 점에 가깝습니다. 따라서 예측할 수 있고 안정적인 보행이 가능해집니다. 만약 간단한 구조로 안정적인 보행을 구현하고자한다면 당연히 곤충과 같은 형태를 따라가야 합니다. 접지점이 작아질 때 얻는 또다른 장점은 "미끄러지지 않는다"는 점이죠. 특히 무게가 가벼운 절지동물들에게는 이 부분이 의외로 크게 작용합니다. 미끄러지지 않는 건 덩치가 큰 로봇에게도 장점입니다.
물론 거기도 문제는 있습니다.
접지면적이 좁아짐에 따라 하중이 집중돼서 말씀하신 것처럼 도로가 패이죠.
도로가 패이는 정도라면 괜찮겠지만 물컹한 지형에는 아예 못들어가게 될 수도 있습니다.
무게가 가벼운 곤충이나 새에게는 문제가 되지 않는 부분이지만, 덩치 큰 로봇에겐 분명히 문제가 될 수 있습니다.
그래서 현실적인 방안은 하이브리드죠.
스키 폴 같은 방식이 하나의 대안이 될 수 있습니다.
2013.02.07 15:39:38
인간형 이족 보행이 좋기는 한데, 견마형 사족 보행을 자꾸 봐서 그런지 취향이 바뀌더라고요. 이쪽이 더 제작 및 활용 가능성이 높기도 하고요. 근미래에 쓰일 보행 로봇은 빅독 같은 용도일 테니까요. 아니면 상체만 인간형이고, 하체는 바퀴나 무한궤도로 굴러가는 형태라든가. 그런 점에서는 (창작물이긴 해도) 쟈니-5나 월-E가 꽤 그럴듯한 모델을 보여줬다 하겠습니다.
다리 끝을 뾰족하게(?) 해놨는데, 그게 어떤 어드밴티지가 있는 건가요?
종종 다른 로봇물에서도 보이고...
뭔가 상당히 안좋을거 같은데. 도로 파손이라던가