[뉴스스페이스=김정영 기자] 베이징 공과대학교 연구진이 발표한 새로운 로봇 내비게이션 시스템은 곤충, 조류, 설치류가 각각 자신의 독특한 방식으로 길을 찾는 방법에서 영감을 받았다.

베이징 공과대학교 연구진 논문(SSRN), Tech Xplore, Interesting Engineering, Innolabs에 따르면, 기존 GPS에 의존하는 한계를 극복하고 붕괴된 건물, 폐광, 울창한 숲 등 복잡하고 위험한 환경에서도 정확하고 에너지 효율적인 자율 주행을 가능케 한다.​

세 동물의 내비게이션 원리 융합

개미 모방 경로 적분기는 신경망이 내장된 스텝 카운터 역할로, 로봇의 상대적 위치 이동을 내부적으로 계산해 위치 추적(egocentric tracking)을 수행한다. 이는 곤충의 효율적인 거리 계산에서 착안한 것.​

새 모방 다중 감각 융합 시스템 역시 내이게이션 연구에 큰 역할을 했다. 베이지안 필터를 활용해 양자 자기계, 편광 나침반, 카메라 등 다양한 센서 정보를 통합, 새들이 지구 자기장과 편광광을 이용해 긴 거리 이동 중 위치를 파악하는 원리를 따른다. 센서 하나가 실패해도 즉각 다른 정보로 보완 가능하다.

쥐 모방 공간 메모리 매핑 기술도 유용하다. 쥐는 랜드마크가 감지될 때만 공간 기억 지도를 업데이트해 에너지 소비를 최소화하며, 쥐의 해마 구조처럼 효율적인 인지적 맵핑을 적용했다.​

찬단 연구원은 “각 동물이 독립적으로 사용하는 항법 전략들을 결합하지 않고 단일 방법만 사용하는 기존 연구들과 달리, 우리 시스템은 ‘중복성(다양한 경로 원리)’이라는 생물학적 원칙을 적용해 견고성과 에너지 효율성을 극대화했다”고 설명한다.​

이런 성능 개선은 GPS가 닿지 않거나 신호가 약한 재난 현장에서의 로봇 탐색, 우주 탐사 로버, 해저 임무 수행 등 극한 환경에서 특히 큰 의미를 가진다.

연구팀은 메모리스티브 시냅스(Memristive synapses)를 통한 연속적 학습능력 통합과 시스템의 수킬로미터 범위 확장을 계획 중이다. 이는 자율성을 크게 높이고 다양한 환경에 적응할 수 있는 차세대 로봇 두뇌 개발의 기반이 될 것으로 기대된다.​

이 혁신적 연구는 Nature 계열 Cell Press 게재 예정이며, SSRN에서 사전 공개되어 기술계와 로봇공학계의 주목을 받고 있다. 동일한 세 동물의 내비게이션 메커니즘을 통합한 이번 연구는 단순한 생태 모방을 넘어 로봇 자율주행의 근본적 한계를 뛰어넘는 중요한 전환점으로 평가받는다.

빅테크 전문가는 "개미, 새, 쥐의 경로 찾기 전략을 융합한 이 '로봇 두뇌'는 GPS 신호가 닿지 않는 환경에서도 41% 더 정확하게 위치를 추적하며, 에너지 효율성도 크게 개선했다"면서 "재난 구조, 심해 탐사, 우주 탐사 등 다양한 분야에서 활용되기에 적합하다. 미래에는 자가 학습 능력과 더 큰 활동 범위를 갖춘 로봇으로 발전할 전망이다"고 설명했다.