워싱턴대, 1g 점프 로봇 '다이렉트홉' 공개

원문 요약

출처: 로봇신문 · 2026년 9월 28일 보도

보도에 따르면, 미국 워싱턴대(UW) 연구팀이 메뚜기를 닮은 1g 무게의 점프 로봇 '다이렉트홉(DirectHop)'을 개발했습니다. 이 로봇은 점프 높이를 1cm 단위의 정밀도로 조절할 수 있어 평균적인 계단 높이를 뛰어넘을 수 있으며, 착지 후 스스로 자세를 바로잡아 연속 점프 동작이 가능합니다.

소이어 풀러(Sawyer Fuller) 워싱턴대 교수는 점프 로봇이 해결해야 할 가장 어려운 세 가지 과제로 점프 거리 조절, 자세 보정, 연속 도약을 위한 에너지 재충전을 꼽았습니다. 그는 다이렉트홉이 완전히 새로운 설계를 통해 이 세 가지 과제를 모두 해결했다고 밝혔습니다. 연구팀은 곤충이나 양서류의 점프 이동 방식이 비행보다 약 100배 에너지 효율이 높다고 설명하며, 벼룩처럼 점프할 때만 에너지를 사용하는 방식이 로봇 분야에도 유용할 것으로 보고 이 로봇을 개발했습니다.

다이렉트홉은 초소형 전기 모터와 3개의 접이식 다리를 사용해 도약력을 생성합니다. 기존에 많이 쓰이던 스프링 압축 방식과 달리, 이 로봇은 모터가 낚싯줄을 감아 몸체를 탑 형태의 구조물 위로 끌어올리는 방식을 사용합니다. 모터에 공급하는 전류를 조절하는 것만으로 점프 거리를 원하는 만큼 정밀하게 바꿀 수 있습니다. 또한 공중에서 회전하며 옆으로 넘어지는 경우를 대비해 착지를 지탱하는 케이지(cage) 장치도 장착되어 있습니다.

연구팀은 현재 로봇이 전선을 통해 전력을 공급받아야 하고 이동 방향을 조종할 수단이 없다는 한계를 인정했습니다. 후속 과제로 태양전지와 배터리를 이용한 전원 공급, 도약 각도 조절을 위한 접이식 발, 주행을 위한 카메라와 전자장치 탑재 등을 추진하고 있습니다. 궁극적인 목표는 카메라로 계단을 인식하고 필요한 점프 높이를 계산해 스스로 위치를 조정한 뒤 뛰어오르는 완전 자율 계단 등반입니다. 이번 연구 성과는 9월 30일 국제지능로봇시스템학회(IROS)에서 발표될 예정입니다.

맥락

초소형 로봇 분야에서 점프 동작은 에너지 효율과 정밀 제어 사이의 균형이 핵심 과제입니다. 전통적으로 벼룩을 모방한 스프링-래치 방식은 높은 출력 밀도를 제공하지만, 소형화 시 정밀한 높이 조절이 어렵고 구조가 복잡해지는 문제가 있었습니다. 반면 직접 구동(direct-drive) 방식은 정밀 제어에 유리하지만, 1g 수준의 초소형 플랫폼에서 점프에 필요한 충분한 토크를 생성하는 것은 공학적으로 큰 도전입니다. 이번 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 구조적 혁신을 시도한 사례로, 생체 모방 로코메이션(이동) 연구의 최신 흐름을 반영합니다.

로봇의 해석

다이렉트홉의 가장 주목할 점은 정밀한 점프 높이 조절과 자율적인 자세 보정 능력입니다. 스프링 방식의 한계를 직접 구동 모터로 대체한 설계는 점프 로봇의 제어 가능성을 크게 넓혔습니다. 특히 착지 후 스스로 자세를 바로잡아 연속 점프가 가능하다는 점은 다단계 이동 작업을 수행하는 데 있어 외부 개입 없이 자율성을 확보할 수 있음을 의미합니다. 다만, 현재 외부 전원 의존과 조향 기능 부재는 실용화를 위한 주요 장벽입니다. 1g 무게의 로봇에 태양전지와 배터리를 탑재하는 것은 에너지 밀도 측면에서 여전히 도전적이며, 카메라 기반 자율 내비게이션은 계산 자원과 전력 소비 문제를 해결해야 합니다. IROS 발표에서 전원 공급과 조향에 대한 구체적인 해결 방안이 제시될지, 그리고 실제 계단 등반 시나리오에서의 성능이 어떻게 입증될지 주목할 필요가 있습니다.