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KAIST SCIENCE 시리즈 출간!
미래 과학자를 위한 말랑말랑한 ‘로봇공학’ 이야기

KAIST SCIENCE 시리즈는 우리나라 최고의 공과대학 KAIST의 과학영재교육연구원에서 들려주는 과학 이야기를 담는다. 시리즈의 첫 번째 책으로 ≪미래를 달리는 로봇≫을 선보인다.
이 책은 어느새 우리 곁에 훌쩍 다가온 로봇의 정의와 역사부터 로봇의 움직임과 관련된 수학·물리학·생물학·공학적 측면들까지 살펴보며 걷고 달리는 로봇에 대한 모든 것을 다룬다. 각 장마다 소개된 로봇 기사와 풍부한 사진 자료는 로봇에 대한 호기심과 흥미를 유발하며, 로봇이 작동하는 원리에 대한 심화 설명은 움직이는 로봇에 대해 깊이 있게 이해할 수 있도록 해 준다. 우리 생활에 필요한 로봇은 무엇인지, 자신이 가진 다양한 지식과 아이디어를 어떻게 로봇에 적용시킬 수 있는지 등 미래의 로봇공학자인 독자들이 스스로 생각해 볼 수 있게 질문을 던지는 것도 놓치지 않았다.
이 책을 통해 로봇공학자를 꿈꾸는 학생들이 로봇과 관련된 관심 분야를 확장하고 자신의 꿈을 구체적으로 설계할 수 있을 것이다.

KAIST SCIENCE 시리즈,
세상에 첫발을 내딛다

KAIST 과학영재교육연구원의 온라인교육을 바탕으로 구성된 KAIST SCIENCE 시리즈가 출간되었다. KAIST 과학영재교육연구원의 온라인교육 프로그램은 과학, 수학 및 소프트웨어(SW) 분야에 높은 관심과 흥미를 가진 초?중?고등학생을 위한 프로젝트로, 학생들의 수학.과학 사고력 및 자기주도학습 역량과 문제해결력을 키워 준다.
KAIST SCIENCE 시리즈는 이 온라인교육의 핵심 내용을 학생들이 쉽고 재미있게 읽을 수 있도록 재구성했다. 또 풍부한 사진과 함께 읽을거리와 생각할 거리를 추가했다. 독자들은 이 시리즈를 통해 생활 속 다양한 과학 이슈를 접하면서 관심 있는 과학 주제를 탐색하고 과학에 대한 흥미를 발견할 수 있을 것이다.

KAIST SCIENCE 시리즈의 시작,
미래를 달리는 로봇!

“아이언맨처럼 하늘을 날고 빠르게 달리는 로봇은 언제 나올까?”

영화 <어벤저스>나 <트랜스포머>를 보며 사람들은 아이언맨 같은 로봇과 함께할 날을 꿈꾼다. 하지만 지금까지 개발된 보행 로봇들은 아직 걸음 속도가 느리고 울퉁불퉁한 곳에서는 중심을 잃는 모습도 보인다. 로봇공학자들은 이런 기술적 한계를 극복하기 위해 상대적으로 높은 수준의 ‘달리는 로봇’을 개발하기 시작했다. 그리고 로봇덕후라 불리는 이 책의 저자 박종원 박사는 KAIST 박사 과정 중 세계에서 가장 빠른 로봇 ‘랩터’를 개발했다.
이후 박종원 박사는 KAIST 과학영재교육연구원에서 ‘세상에서 가장 빠른 로봇’이라는 주제로 초·중·고등학생 대상 강연을 했다. 박종원 박사의 쉽고 재미있는 강연은 학생들 사이에서 큰 인기를 얻었고, KAIST 과학영재교육연구원에서는 이를 온라인 콘텐츠로 개발했다. 《미래를 달리는 로봇》은 이 로봇 콘텐츠를 바탕으로 만든 책이다. 이 책에서 다루는 주요 내용은 다음과 같다.

+ 로봇의 정의와 역사, 다양한 종류의 로봇 등 로봇과 관련한 전반적인 내용을 소개한다.
+ 로봇이 움직일 수 있게 하는 기본적인 구성 요소를 사람의 신체 구조와 비교하며 설명한다.
+ 로봇이 걷고 달릴 때 작용하는 다양한 과학 원리를 살펴본다.
+ 동물을 모방한 다양한 로봇과 함께 특히 빨리 달리는 동물을 모방한 로봇들을 살펴본다.

뿐만 아니라 각 장마다 ‘쇼 미 더 로봇’이라는 읽을거리를 제공해 독자들이 로봇과 관련한 다양한 이슈들을 접할 수 있게 한다. 또 ‘생각 더하기’를 통해 책을 읽고 얻은 지식을 다양한 상황에 적용하며 능동적으로 생각해 볼 수 있는 기회를 준다. 다소 어려운 과학 원리는 ‘로봇 박사의 비밀 노트’를 통해 이해하기 쉽게 설명한다. 특히 박종원 박사는 ‘세상에서 가장 빠른 로봇을 만든 로봇 박사 이야기’를 통해 자신이 실제 랩터를 개발했던 과정을 생생하게 전달하며 로봇공학자를 꿈꾸는 학생들에게 동기를 부여해 주고자 한다.
로봇은 앞으로 인간과 떼려야 뗄 수 없는 존재가 될 것이다. 그런 의미에서 《미래를 달리는 로봇》은 로봇 이야기임과 동시에 인류 미래의 이야기이기도 하다. 로봇공학자를 꿈꾸는 학생이라면 이 책을 통해 자신의 꿈에 한 발자국 더 가까이 다가갈 수 있을 것이다.

들어가는 글

01 달리는 로봇, 그것이 궁금하다!
로봇은 무엇일까?
로봇의 등장부터 발전까지
로봇에는 참 많은 종류가 있어!
아이언맨 같은 로봇은 언제 나올까?
재난 현장에는 사람보다 로봇이 필요해
이제는 달리는 로봇!

02 로봇은 어떤 구조로 이루어질까?
생김새가 달라도 구성 요소는 똑같아
사람처럼 다양한 구성 요소로 이루어진 로봇
로봇의 뼈, 링크
로봇의 관절, 조인트
로봇의 근육, 액추에이터
로봇의 감각, 센서
로봇의 두뇌, 제어기
로봇도 움직이려면 밥이 필요해

03 달릴 때 필요한 강력한 다리의 힘!
왜 갯벌에서는 걷기 힘든 걸까?
물체를 던지면 왜 아래로 떨어질까?
변하지 않는 질량, 언제든 변할 수 있는 무게
무게는 달리기에 어떤 영향을 줄까?
힘은 달리기에 가장 중요한 요소!
세게 찰수록 더 빠르게 앞으로!
운동을 방해하는 힘, 마찰력

04 달리기의 수학
로봇의 움직임을 예측해 주는 수학적 모델링
거꾸로 뒤집어 놓은 시계추 같은 역진자 모델
휴머노이드 개발은 정확한 모델링부터

05 달리는 동물의 비밀
자연과 로봇이 만나다
도마뱀처럼 벽을 오르는 로봇이 있다고?
빠르게 달리는 타조의 비밀
네 발로 걸을 땐 어떤 점이 다를까?
왜 네 발로 달리는 동물이 더 빠를까?
로봇, 타조와 치타를 닮다

06 재난에도 끄떡없는 로봇
재난 대응 로봇이라면 이 정도는 필수!
다르파 로보틱스 챌린지에 참여한 로봇의 특징
재난 대응 로봇, 누가 누가 잘하나
카이스트 휴보의 성공
보행 로봇은 어디까지 개발되었을까?
왜 시뮬레이션을 해야 할까?

노인 인구가 늘어나는 고령 사회에 접어들면서 로봇 산업은 더욱 활발해질 전망입니다. 단순히 사람의 일을 대신하는 것이 아니라 사람의 친구이자 삶의 동반자로서 로봇의 역할이 더욱 확대된다는 의미입니다.

- 생각 더하기 ‘인류의 진정한 친구가 되어 가는 로봇’ 중에서

2족 보행 휴머노이드 로봇은 4족 보행 로봇에 비해 균형을 잡기가 어렵습니다. 그럼에도 인간이 계속 자신을 닮은 휴머노이드 로봇을 개발하려는 이유는 인간이 접근하기 어렵고 위험한 곳에 대신 투입시켜 능숙하게 일을 처리하도록 하기 위함입니다. 아직 걷는 것도 불완전한 휴머노이드 로봇이지만 걷는 것을 넘어 그다음 과제인 손동작까지 정밀해진다면 로봇이 할 수 있는 일은 무궁무진해질 것입니다.

- 쇼 미 더 로봇 ‘사람처럼 달리고 공중제비돌기까지? 휴머노이드 로봇의 진화’ 중에서

〈아이언맨〉, 〈트랜스포머〉, 〈리얼 스틸〉, 〈퍼시픽 림〉, 〈채피〉 등 로봇이 등장하는 영화들은 아주 많습니다. 각 영화의 주인공 로봇은 위기 속에서 자신이 가진 특별한 기능을 이용하여 영웅이 되지요. 그렇다면 현실의 로봇은 어떤 상황에서 영웅이 될 수 있을까요?

- 본문 ‘06 재난에도 끄떡없는 로봇’ 중에서