[섭섭박사의 메이커스쿨] 슛~골인! 축구 로봇 만들기

2017.12.28 09:38

전세계 인기 스포츠인 축구를 이제 로봇으로 즐길 수 있다는 소식에 기자단 친구들이 한달음에 달려갔어요. 직접 축구 로봇을 만든 뒤, 태블릿으로 조종까지 했지요. 섭섭박사님과 함께한 로봇 축구 대결의 현장으로 가 볼까요~?


어린이과학동아 제공
참가자 명단: 김민제(서울 탑동초 4) 박성경(서울 신도림초 3) 배재호(경기 분당초 4) 손민준(서울 명지초 6) 이하진(서울 문창초 3) 정진 (경기 해솔초 3) 어린이과학동아 제공

스포츠 로봇이란? 

야구, 배구, 탁구 등 다양한 스포츠 종목을 즐기는 로봇들이 속속 등장하고 있어요. 무선 컨트롤러를 이용해 스포츠 로봇을 조종할 수도 있지만 최근에 는 인공지능을 적용하고 있답니다. 인공지능 스포츠 로봇에는 두 가지 기술 이 중요해요. 순식간에 바뀌는 상황들을 재빠르게 인식하는 센서나 카메라, 그리고 순간적으로 반응해 팔과 다리를 움직일 수 있는 정밀 모터와 움직임 을 제어하는 기술이지요. 

인공지능 축구 로봇은 주변 사물을 인지해 슛을 날린다 - 어린이과학동아 제공
인공지능 축구 로봇은 주변 사물을 인지해 슛을 날린다 - 어린이과학동아 제공

로보컵(Robocup)은 이런 인공지능 스포츠 로봇들이 축구 대결을 펼치는 국제 대회예요. 두 발로 뛰어다니는 휴머노이드 축구 로봇은 전방위 카메라 와 센서로 공과 경기장 라인을 인식할 수 있어요. 또 같은 편과 상대편을 구 분하곤 패스 작전을 펼치거나 상대편 골대를 향해 슛을 날리지요. 이 대회는 2050년까지 인간 월드컵 우승팀을 이긴다는 꿈을 향해 달려가고 있답니다. 날로 똑똑해지는 스포츠 로봇, 언젠간 인간과 로봇이 그라운드에서 대결하는 날도 오겠지요?

 

축구로봇 만들기 - 어린이과학동아 제공
축구로봇 만들기 - 어린이과학동아 제공

<본격 메이킹 비법> 


부품의 역할을 제대로 알자!


비법1: 작은 모터로 큰 차를 움직이는 비밀, 감속모터!

 

어린이과학동아 제공
어린이과학동아 제공
이번 섭섭박사 메이커 스쿨에서는 태블릿으로 조종하는 축구 로봇을 만들었어요. 이 로봇에는 사람과 같이 각각의 신체부위를 담당하는 부품들이 있지요. 뇌를 담당하는 제어기, 눈과 귀처럼 감각 기관의 역할을 하는 각종 센서, 그리고 팔과 다리 역할을 하는 모터예요. 모터는 감속모터와 서보모터로 구성돼 있어요. 모터는 회전을 통 해 기계를 움직이는 장치인데, 그중에서도 감속모터는 회전속도를 느리게 할 수 있어요. 회전속도가 느려지는 대신 회전하는 힘이 세진 답니다. 예를 들어 자동차가 가파른 오르막길을 오를 때는 빠르게 올라가 는 것보다 경사를 이겨내고 올라갈 수 있는 큰 힘이 필요해요. 이때 감속모터는 회전력을 올려 큰 힘을 발휘하지요. 그래서 감속모터를 이용하면 작은 모터로도 큰 기계를 움직일 수 있고, 회전수가 줄어서 배터리가 오래 간답니다.


비법1: 간단하면서 단단하게, 리벳!
축구 로봇을 조립할 때 접착제나 볼트와 너트를 이용하지 않았어요. 대신 ‘리벳’이란 못 형태의 부품을 이용했지요. 리벳은 원기둥 몸체에 반구 모양의 머리가 달린 쇠못이에요. 다리나 선박을 만들 때 서로 강하게 결합시키면서 다시 해체할 필요가 없는 곳에 사용되지요. 구 멍에 리벳을 넣고 뾰족하게 튀어나온 부분을 두드리거나 열로 변형 시키면 단단히 고정되거든요. 축구 로봇의 리벳은 이처럼 어렵게 변형시킬 필요가 없어요. 대 신 다리 부분에 고리가 있어 플레이트의 구멍에 끼워 넣는 것만 으로도 단단하게 고정되지요. 이를 빼내려면 지렛대의 원리가 필요해요. 리벳툴로 병뚜껑을 따듯이 열면 되거든요. 리벳으 로 고정된 축구 로봇은 경기 중 다른 로봇과 부딪히거나 땅에 떨어져도 분리되지 않는답니다.
축구로봇의 리벳은 실제 리벳(오른쪽)을 본떠서 만들었다. - 어린이과학동아 제공
축구로봇의 리벳은 실제 리벳(오른쪽)을 본떠서 만들었다. - 어린이과학동아 제공

<만드는 메이커 스쿨>


내가 만든 로봇으로 3:3 축구 대결!

 

어린이과학동아 제공
어린이과학동아 제공

기자단 친구들은 축구 로봇을 완성한 뒤, 태블릿에 앱을 깔고 블루투스로 로봇과 연결했어요. 앱에 축구 로봇을 조종할 수 있는 기본 설정이 있지만, 코딩을 통해 기본 설정을 바꿔 나만의 방법으로 조종할 수도 있지요. 세 명씩 두 편으로 나눠 로봇 축구 경기를 시작했어요. 친구들은 로봇을 조종해 정육면체의 공을 서로의 골대에 밀어 넣었지요. 첫 번째 경기에서는 서로 골을 많이 넣으려고 했다면, 두 번째 경기에서는 공을 넣은 팀이 골대 앞에서 수비하는 전략을 구사하기도 했답니다. 이하진(문창초 3) 친구는 “축구 로봇 을 만들어서 좋았고, 여러 친구들과 함께 로봇 축구 대결을 해서 더 재밌었다”고 말했어요.

 

어린이과학동아 제공
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