군집로봇은 위치 추적 없이 어떻게 공간 모양을 알아낼까

군집로봇이 복잡한 공간 감지 장비나 위치 추적 기술 없이 활동 공간의 형태를 알아내는 방법이 개발됐다.

프랑스 파리대와 소르본대 공동연구팀은 로봇들이 근거리 통신으로 정보를 주고받는 ‘스펙트럼 군집로봇공학’ 체계를 고안했고, 연구 결과를 2026년 10월 22일(현지시간) 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’에 발표했다.

원리는 열이 공간을 따라 퍼지는 방식에서 착안했다.

원형 물체의 한 지점에서 열이 시작되면 여러 방향으로 확산될 수 있지만, 도넛 모양에서는 가운데 빈 곳을 통과할 수 없어 도넛형 경로를 돌아야 한다.

그 때문에 반대편까지 열이 전달되는 데 더 오래 걸린다.

공간의 형태에 따라 확산 양상이 달라지는 것처럼, 이 체계에서는 열 대신 로봇 사이에 정보가 퍼진다.

로봇들은 서로 간격을 벌린 뒤 각자 임의의 수치값을 주변 로봇에 전달한다.

각 로봇은 자신이 가진 값을 이웃 로봇들의 평균값에 맞춰 조정한다.

연구팀은 수치정보가 확산되는 속도에서 공간의 기하학적 특성을 나타내는 ‘라플라시안 고유값’을 추정하고, 이를 미리 정의된 공간 형태의 고유값과 비교해 모양을 판별하도록 했다.

검증에는 각각 25대의 킬로봇과 포고봇으로 구성된 군집이 쓰였으며, 시뮬레이션과 실제 실험이 진행됐다.

두 군집은 원판과 도넛 형태를 구별했다. 이 구분에서 킬로봇의 정확도는 73%, 포고봇은 100%였다.

별 모양·직각삼각형·정사각형을 포함한 다섯 가지 도형도 구분했다.

연구팀은 이 방식을 군집 로봇 수를 스스로 세거나 공간의 경계와 내부 빈 곳을 인식하는 작업에도 활용할 수 있다고 밝혔다.