우주비행사 훈련의 로봇 응용(Using robots for astronaut training)

전문가 제언

□ 현재 국제우주정거장이 여러 나라에 의해 건설 중에 있다. 우주비행사가 우주선 밖의 우주공간에서 유영하면서 작업하는 우주선외 활동(EVA)은 우주 구조물과 같은 것을 건설하기 위해 절대적으로 필요하다. 그러나 우주비행사를 우주공간으로 내보내는 비용은 엄청나고, 위험하기 때문에 우주비행사를 대신하여 우주 공간에서 작업할 수 있는 우주 로봇의 개발이 요구된다. 이러한 로봇을 이용한 우주비행사의 훈련용 시뮬레이터의 개발이 필요하다. 이 기술보고서에서는 이러한 로봇을 이용한 우주비행사 훈련장비의 중요한 요구조건과 몇 가지 장비들의 강점과 약점을 비교검토하고 있다.

□ 1920년대 말 미국에서 개발된 시뮬레이터는 지난 60여 년간 고가의 워크스테이션과 전용 소프트웨어에서만 운영되어, 군사훈련이나 항공기 조종사 훈련과 같은 매우 제한된 용도로만 사용되어 왔으나 1980년대부터 컴퓨터 하드웨어, 로봇 조작기(manipulator), 제어 기법, 촉감장치(haptic device) 등의 기술의 급격한 발전으로 그 사용 범위가 우주비행사 훈련에까지 응용되고 있다.

□ 현재의 로봇기술로 완벽한 자율 우주로봇을 개발하는 것은 어렵다. 이러한 이유로 지상에 있는 운전자가 반자율식으로 우주로봇을 원격 조정하는 6자유도의 조작기를 일본에서 개발하였다. 실제 로봇 시스템인 조작기를 제어하기 위해 촉감장치를 이용하였고, 여러 가지 제어 알고리즘이 개발되었다.

□ 컴퓨터가 모터와 기계를 구동해 힘과 촉감을 느끼게 하는 촉감 기술이 새로운 정보기술 혁명을 예고하고 있다. 촉감 기술은 우주 항공뿐 아니라 정밀한 수술, 로봇 원격제어, 전자상거래, 게임 분야까지 그 응용 분야가 다양하다. 국내에서는 전자부품연구원에서 다관절 촉감장치를 개발하였고, 한국과학기술원에서는 촉감 기술을 적용한 마우스, 조이스틱, 수술용 로봇, 낚시 시뮬레이터를 잇달아 개발하고 있다.

□ 로봇 산업은 일본과 미국이 압도적으로 선두를 달리고 있지만, 개발 양상은 다르다. 일본은 2족 보행 인간형 로봇과 같은 인체 역학에 개발 역점을 두고 있고, 미국은 인공지능, 센서, 로봇 통신 네트워크 등 실용성에 역점을 두고 있다. 로봇 관련 특허 출원 건수는 지난 10년 동안 미국이 1000여건, 유럽이 1900여건에 비하여, 일본이 14,500여건으로 단연 최다의 특허를 갖고 있다.

□ 국내에서는 아직 우주비행사 훈련을 위한 시뮬레이터는 없지만 국내의 도담시스템스사와 이노시뮬레이션(주)가 항공기 비행 시뮬레이터를 개발하고 있으며, 국방 분야에서 가상현실 프로젝트가 진행 중이고, 제주도에는 비행 조종사 훈련용 시뮬레이터가 있다. 앞으로 국내의 우주 산업이 발달되면 우주비행사 훈련용 시뮬레이터 개발이 요구 될 것이다. 이를 위한 연구와 연구비가 장기적으로 계획되어야 할 것이다.

저자

Carignan, C.R.; Akin, D.L.

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2003

권(호)

23(2)

잡지명

IEEE Control Syst. Mag. (USA)

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

46~59

분석자

주*호

분석물

• 우주비행사 훈련의 로봇 응용.pdf [208,644 byte]

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