“스타워즈의 BB-8로봇은 진짜”…숨겨진 원리는?

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최근 개봉한 스타워즈 ‘깨어난 포스’에 등장해 인기를 얻은 BB-8 드로이드는 많은 관객들에게 깊은 인상을 남겼다. 하지만 이 로봇의 작동원리를 아는 사람은 거의 없는 것 같다. 이런 가운데 스페인의 한 팬은 BB-8로봇이 ‘자성(磁性)을 지닌 공모양의 균형잡힌 로봇드라이브’라는 명칭의 디즈니 특허와 의심스러울 정도로 유사하다는 사실을 발견했다.

디즈니에 부여된 최신 특허를 보면 BB-8은 내부의 휠로 작동한다. 시계 추처럼 움직이는 머리 부분은 자석으로 몸체와 붙어있다. 머리는 센서에 의해 항상 제 위치를 유지하게 된다. 로봇구동 시스템은 모터와 연결돼 있고, 모든 방향으로 움직이는 휠에 의해 움직인다. 따라서 공모양의 몸통은 어느 방향으로든 자유자재로 구른다

테크크런치는 25일 디즈니와 협력사 스피로가 출원한 특허 분석결과 이같은 BB-8의 작동 원리가 드러났다고 전했다. 그동안 BB-8의 머리와 몸통은 각각 별개로 작동하는 것으로 분석돼 왔다.

스타워즈 에피소드7의 깨어난 포스에 등장한 드로이드 BB-8. 사진=유튜브
<스타워즈 에피소드7의 깨어난 포스에 등장한 드로이드 BB-8. 사진=유튜브>

J. J. 에이브럼스 감독은 “스타워즈에 등장한 BB-8이 진짜 로봇이며, 컴퓨터그래픽을 사용하지 않았다”고 말했다. 하지만 그는 이 로봇의 작동원리에 대해 굳이 밝히지 는 않았다.

특허출원서 상의 BB-8 디자인은 이 로봇의 머리와 몸통이 하나의 시스템으로 작동함을 보여준다. 휠로 움직이는 몸통 위의 수직마스트가 머리와 붙어있다. 휠이 몸통 내부벽에서 구르기 시작하면 BB-8의 질량 중심이 바뀌면서 움직이기 시작한다.

스피로사의 아담 윌슨 수석과학자는 BB-8의 머리가 몸체 움직임에 따라 자동적으로 함께 작동하는 시스템이라고 설명했다.

특허출원도면 디자인은 내부에 휠이 들어있는 메커니즘을 보여준다.

이 휠이 들어있는 몸체 맨 위에는 수직마스트가 있는데 자석의 힘으로 머리와 붙어있다. 휠이 몸체 내부 벽에서 구르면 BB-8의 질량중심도 변하게 된다.

이 비밀을 찾아낸 사람은 스페인의 한 팬이었다. 그는 디즈니에 주어진 특허를 추적, 이 구르는 로봇의 원리를 찾아냈다. 이 기술에는 ‘자석을 사용하는 공모양의 균형잡는 로봇드라이브’라는 명칭의 특허가 부여됐으며 BB-8과 놀랍도록 유사했다. 그는 “이 로봇의 몸체는 운전시스템을 가지고 있으며 항상 공과 상대적인 균형을 유지하고 있다”고 말했다.

이 로봇은 자이로스코프와 가속도계 센서를 사용해 위치와 운동을 결정한다. 리모컨을 사용해 이 시스템을 움직이게 할 수 있다. 기본 판은 균형추같은 작용을 하면서 중력중심을 유지하게 해 준다. 이는 휠의 정지마찰력을 몸체의 안쪽으로 유지하게 해 준다.

스타워즈에 등장한 BB-8의 작동원리를 보여주는 디즈니사의 특허출원 도면. 사진=미특허청
<스타워즈에 등장한 BB-8의 작동원리를 보여주는 디즈니사의 특허출원 도면. 사진=미특허청>
특허출원서 상의 BB-8 구조. 사진=미특허청
<특허출원서 상의 BB-8 구조. 사진=미특허청>

연구자들은 지금까지 나온 분석결과 BB-8이 특허받은 스피로와 아주 유사하다고 말했다. 스피로는 상용화된 장난감으로서 스피로사가 디즈니와 협력해 만든 기기지만 아직까지 자세한 사항이 알려지지는 않았다.

특허기술서에는 “암은 회전할 수 있고, 자기장에 의해 외부요소와 상호 작동한다”고 쓰여있다. 이는 BB-8의 머리가 자기력 간의 상호작용에 의해 제어된다는 것을 의미한다.

에이브럼스 감독은 스타워즈 ‘깨어난 포스’ 촬영시 “컴퓨터그래픽으로 BB-8을 촬영하자는 논의가 있었다. 하지만 우리는 BB-8이 실제로 작동한다면 촬영,연기,세트장 설정하기는 물론 보기에도 더 좋을 것이라는 얘기를 나눴다”고 말했다.

그는 그 결과 “BB-8이 만들어졌고 영화에서 꼭두각시 인형처럼 조종됐다. 하지만 BB-8이 등장해 움직일 때 줄은 전혀 보이지 않았다." 전문가들은 이 로봇이 리모컨으로 조종된다는 것을 짐작할 수 있었다.

전자신문인터넷 이재구국제과학전문기자 jklee@etnews.com