복잡한 양서류 임무에서 전통적인 단일 로봇이 보이는 적응성 부족 및 단일 기능 문제에 대응하여 생체 모방 양서 자모 로봇 시스템이 제안되었다. 모 로봇은 개폐 가능한 거북 등껍질 형태의 구체를 채택하였으며, 네 개의 기계 다리와 분사 추진기를 통합하였다; 자 로봇은 미세한 유선형 선체로서 프로펠러 추진기와 수중 근거리 가시광 통신 모듈을 갖추고 있다. 또한 자 로봇의 방출 및 회수를 실현하기 위한 기어 맞물림 장착 해제 구조도 설계되었다. 오일러 각 특이점을 피하기 위해 단위 쿼터니언 기반의 6자유도 완전 결합 동역학 모델이 구축되었으며, UQ-PID 알고리즘이 제안되어 모 로봇의 8개 서보 모터와 4개의 분사 추진기의 협동 제어가 구현되었다. 유체 시뮬레이션 결과 구형 구조가 유체 흐름 교란을 효과적으로 줄이고 안정성을 향상시키는 것으로 나타났다. 실험 결과 모 로봇은 육상에서 20초 이내에 약 60cm 전진할 수 있으며, 수중에서는 오차가 작고 추진력이 안정적인 비교적 정확한 직선 운동 궤적을 유지하였다. 자 로봇의 수조 내 궤적 오차 변동 범위는 -0.30~0.30m이며 최고 속도는 32.51cm/s이다. 본 연구는 양서 자모 로봇의 협동 작업을 위한 실용적인 기술 노선을 제공한다.

생체 모방 양서 구형 모 로봇; 자 로봇; 운동 제어; 유체 시뮬레이션