군집로봇은 주변 로봇과 정보만 주고받아 공간 형태를 어떻게 파악할까

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

파리대와 소르본대 공동연구팀은 근거리 통신으로 로봇끼리 정보를 주고받아 공간을 판별하는 ‘스펙트럼 군집로봇공학’을 고안했다.

연구 결과는 2026년 10월 22일(현지시간) 국제학술지 《사이언스 로보틱스》에 게재됐다.

핵심은 열이 퍼지는 모습으로 공간의 형태를 추정하는 발상이다.

한 점에서 시작된 열은 주변으로 확산되며, 공간 모양에 따라 전달 양상이 달라진다.

원형 물체에서는 여러 방향으로 퍼지지만, 도넛형에서는 고리 모양 경로를 따라 돌아야 해 반대편까지 더 오래 걸린다.

연구팀은 이 차이를 로봇 사이의 정보 전달로 구현했다.

로봇들은 간격을 벌린 뒤 임의의 수치값을 이웃에게 전달하고, 각자 가진 값을 주변 로봇들의 평균에 맞춰 조정한다.

연구팀은 수치정보가 퍼지는 속도에서 공간의 기하학적 특성을 나타내는 ‘라플라시안 고유값’을 추정했다.

이를 미리 정의된 공간 형태의 고유값과 비교해 군집이 활동하는 공간이 원판인지 도넛인지 판별했다.

각 로봇이 이웃과 값을 주고받는 과정에서 형태를 알아내며, 복잡한 감지 장비나 위치 추적 기술은 필요하지 않다.

검증에는 각각 25대의 킬로봇과 포고봇 군집이 사용됐으며, 시뮬레이션과 실제 실험이 진행됐다.

원판과 도넛을 구별하는 정확도는 킬로봇 73%, 포고봇 100%였다.

별 모양·직각삼각형·정사각형 등을 포함한 5개 도형도 구분했다.

연구팀은 이 접근법이 군집의 로봇 수를 스스로 세거나 공간의 경계와 내부 빈 곳을 인식하는 작업에도 활용될 수 있다고 밝혔다.