[리뷰] 프로그래밍 교육을 위한 지상 드론, DJI 로보마스터 S1 -1부

[IT동아 남시현 기자] 민간용 드론(Drone)이라는 새로운 시장을 일궈낸 DJI가 또 한 번 새로운 시장을 개척한다. 현재 DJI가 주력하고 있는 드론은 무선조종으로 제어하는 초소형 항공기를 지칭하는데, 사진 및 영상 분야를 넘어 스포츠, 건축, 소방, 유통, 방범 등 다양한 분야에 걸쳐 도입되고 있다. 이번에 새롭게 도전하는 것은 바로 이 하늘에 있는 드론을 지상으로 옮기는 것이다.

2019년 10월 16일 출시된 DJI 로보마스터 S1은 DJI가 주력하고 있는 드론의 지상용 버전이다. 4개의 브러시리스 모터로 구동되는 4륜 바퀴는 모든 방향으로 이동할 수 있도록 고안됐고, 하이드로 볼을 사격할 수 있는 총과 영상 촬영 및 녹화를 지원하는 카메라까지 장착했다.

그런데 이 정도는 무선 조종 RC카로도 할 수 있지 않은가? 그래서 DJI는 다른 제품에서는 볼 수 없는 기능을 추가했다. 바로 사용자가 직접 '프로그래밍 언어'를 입력해 단순 움직임부터 특수 효과까지 전부 직접 제어할 수 있게 말이다.

DJI 로보마스터 S1은 블록 기반 프로그래밍 언어인 스크래치(Scratch) 3.0, 인터프리터 방식의 파이선(Python)을 기반으로 하며, 11월 중 펌웨어 업데이트를 통해 C/C++ 코딩 언어도 지원할 예정이다. PWM 포트 6개와 Sbus 포트를 사용해 맞춤 액세서리를 적용할수 있고, 외부 개발 보드를 이용해 더 복잡한 코드로 자신만의 기기로 창조해낼 수도 있다 .

기본 기능만 활용해도 선(Line) 인식과 비전 마커 인식, 사람 인식 및 동체 추적, 록온(타겟 인식)된 사물 따라가기, 동작 인식, 전투 상대 인식 등을 지원하며, 설명서의 비전 마커와 간단한 프로그래밍 조작dmf xhdgo 자율 주행도 수행한다. 애플리케이션을 이용하면 실시간 전투와 레이싱 경기도 가능하니, 프로그래밍과 컴퓨터에 관심이 없는 사람도 구미가 당길만한 로봇이다.

컴퓨터 프로그래밍에 대한 지대한 관심과 호기심을 품고 있는 아이들을 위해 DJI 로보마스터 S1의 조립부터 실사용에 관한 리뷰, 그리고 프로그래밍 언어 및 로보마스터 조종으로 나눠서 진행한다.

궤도부터 포탑까지 하나하나 직접 조립하는 재미

DJI 로보마스터 S1은 구매 후 직접 부품을 조립해야 하는 반제품이다. 주요 뼈대나 기판은 조립된 상태고, 바퀴나 프레임 연결, 케이블 연결 및 고정 작업은 수작업이다. 따라서 이 부분은 프로그래밍과 무관하게 조립 설명서를 보고 그대로 따라할 수 있는지가 관건이다. 모든 부분이 그림으로 처리돼있긴 하지만, 일단 기자가 받은 버전은 영어와 중국어 뿐이라서 잘 보고 따라하는 게 중요했다.

일러스트가 굉장히 세밀해 앞뒤 요철까지도 자세히 구분될 만큼 그려져 있지만, 최소한 설명서에 나열된 부품이 어디에 있고 어떤 것을 의미하는지 정도는 이해해야 한다. 혼자서 조립한다면 최소한 초등학교 고학년, 나사 하나하나까지 완벽하게 조립한다면 고등학생에게 맞다.

일단 첫 단계는 궤도 조립이다. DJI 로보마스터 S1은 앞뒤뿐만 아니라 좌우, 대각선으로도 이동할 수 있는 특수 차륜(Mecanum Wheel, 메카넘 휠)을 장착했다. 바퀴 하나당 총 12개의 부품이 장착되며, 조립 완료 후 2개의 여분이 있다.

바퀴 조립은 타이어 조립 전용 툴에 부품을 담기 전, 먼저 윤활 처리를 해준다. 윤활 후 전용 툴에 부품을 담고 차근차근 조립한다. 바퀴 부품을 담을 때 빨간 부분과 부품의 화살표가 잘 맞도록 하고, 조립이 완료되면 뚜껑을 닫고 나사로 고정한다.

참고로 전륜 및 후륜의 바퀴 방향이 다르므로 바퀴 2개를 조립한 이후에는 전용 툴을 뒤집어서 조립한다.

그다음은 메인 프레임을 조립한다. 프레임은 몰드 및 가조립이 완료된 상태라 크게 조립할 부분이 없지만, 전륜 축 부분은 상단 및 하단, 축 부분을 모두 맞춰서 나사로 고정한다. 기본 프레임 구성이 완료되면, 아크릴 패널을 열고 컨트롤 패널을 고정하는데, 이때 별도로 나사를 쓰지 않고 슬라이딩 방식으로 고정한다. 필요에 따라 이 패널만 따로 분리해 컴퓨터와 연결하는 경우가 있기 때문이다.

메인 뼈대 조립이 끝나면, 이제 좌측 및 전면 보호 패널을 장착할 차례다. 보호 패널 안쪽에는 인텔리전트 감지 센서를 장착하는데, 이 센서는 DJI 로보마스터 S1 전투 모드에서 겔 비드나 적외선 포가 명중했는지를 감지할 때 쓰인다. 하얀색 부분이 바깥쪽을 향하는데, 케이블을 양쪽 모두에 연결할 수 있도록 좌우 포트가 각각 마련돼있다.

참고로 DJI 로보마스터 S1은 지나치게 사물에 가까이 접근해도 자동으로 멈추지 않고 추돌한다. 이 센서가 자동 충돌 방지 기능까지 지원하지 않는다는 말이다. 덧붙여, 보호 패널이 ABS 재질이라 충격에 약하다. 조작 미숙으로 인해 쉽게 파손될 수 있다는 점을 염두에 두자.

전면 센서는 조립 완료 단계에 장착하며, 양 측면 및 후면 보호 패널을 장착한 상태로 브러시리스 모터를 장착한다. 브러시리스 모터는 플라스틱 외피에 알루미늄 프레임으로 단단히 고정된다. 내피와 외피와 브러시리스 모터를 나사로 고정하고, 보호 패널이 장착된 프레임에 꽂아놓고 나사로 고정하면 모터 장착이 끝난다.

해당 모터는 DJI Robomaster 대회에서 공인으로 사용되는 M3508I 모터가 사용됐고, 출력 전력 19W, 최대 출력 토크가 250mNm이다. 4개 모터를 모두 사용한 DJI 로보마스터 S1의 견인력은 18Kg짜리 게이밍 체어를 혼자서 끌고 갈 정도고, 10Kg 내외 화분을 넘어뜨릴 수 있다. 다만 바퀴 접지력이 약해서 트레일러를 부착하는 식의 응용은 어려워보인다.

모터 4개 고정을 끝내고, 본격적으로 바퀴를 고정할 차례다. 조립 과정에서 바퀴 방향이 상당히 헷갈릴 수 있다면, 다행히 프레임에 방향이 잘 표기돼있다. 바닥면에 보면 빗금 쳐진 아이콘이 있는데, 각 방향마다 대각선 방향도 다르다. 바퀴의 대각선 방향을 보고 맞춰서 장착해주면 된다.

이제 본체 조립이 거의 다 끝나간다. 모터 배선과 양 측면 및 후면 센서 배선이 끝나면, 전면 보호 패널을 장착한다. 이때 포함된 센서 케이블 중 가장 긴 것을 쓰며, 전용 실리콘 댐퍼를 프레임과 패널 사이에 덧대줘야 한다. 그렇지 않으면 유격이 생기니 설명서 지시에 맞는 댐퍼를 잘 고정하자.

이제 DJI 로보마스터 S1의 꽃이라 할 수 있는 포탑을 조립할 차례다. 해당 부분은 '블래스터'로 불리며, 기본적으로 가조립이 돼 있는 상태다. 일단 조립을 위해 탄알집을 빼고, 하단에 스피커를 장착한다.

블래스터에 대해 잠깐 설명하자면, 블래스터는 적외선 빔과 겔 비드를 발사하는 장치다. 컨트롤러로 상대 기기를 겨냥하면 녹색 LED가 점등되며 적외선 빔이 발사되는데, 이것이 아까 보호 패널 안쪽에 부착된 센서에 인식된다. 적외선 장치의 최대 유효 거리는 약 6m다.

갤 비드는 패키지에 포함된 실리카겔 같은 알약을 물에 불린 후 사용하며, 탄알집에 넣고 약 2m까지 나간다. 발사 강도가 약해 사격이라기 보다는 분사에 가깝지만, 오히려 안전하게 갖고 놀 수 있으니 안심이다.

이후 프레임과 짐벌을 고정하고, 짐벌 내부에 블래스터가 고정된 상태에서 나사를 부착한다. 참고로 앞뒤 방향이 다소 헷갈릴 수 있는데, 짐벌에 있는 케이블 단자가 뒤쪽이 후면이다. 즉 블래스터의 전면은 앞을 향해야 하고, 케이블 단자가 뒷부분을 보도록 한 다음 고정하면 된다.

인텔리전트 컨트롤러와 카메라를 상단에 연결한 다음, 나사로 고정한다. 여기서 전선 작업이 좀 들어가는데, 일단 카메라와 컨트롤러를 USB C to C 케이블로 연결한다. 아까 블래스터 하단에 들어간 스피커를 컨트롤러에 연결하고, 컨트롤러는 별도 배선을 부착해 짐벌과 연결한다.

인텔리전트 컨트롤러는 기기 제어에 필수적인 부품들이 내장돼있고, 쿨링팬이 동작해 동작 여부를 확인할 수 있다. 또한 안테나가 바라보는 각도에 따라 최대 조종 가능 거리가 바뀐다.

카메라는 120도 화각에 FHD 및 HD 화질 30프레임 기록이 가능하며, 사진은 QHD로 기록된다. 카메라 상단에 마이크로 SD를 탑재하면 사진 및 영상이 기록되며, 마이크로 SD가 없는 경우 영상만 촬영할 수 있다.

안테나 각도를 조정하고, 겔 비드를 탄알집에 장전하면, 모든 출격 준비가 끝난다. 조립에 걸린 시간은 총 2시간, 중간중간 사진을 촬영하고 업무를 보는 시간이 짧게 짧게 포함된 것을 감안하면, 빠르면 1시간 30분이면 완전히 조립할 수 있다. 숙련도와 이해도에 따라 다르겠지만, 최장 3시간 안에는 충분히 조립할 수 있다.

이제 안드로이드 및 애플 앱스토어에 'Robomaster' 애플리케이션을 다운로드함과 동시에 DJI 로보마스터 S1을 동작 가능한 장소에 내려놓도록 하자.

애플리케이션 설치가 완료되면, 스마트폰과 DJI 로보마스터 S1을 어떻게 연결할 것인지를 선택한다. 연결 방식은 DJI 로보마스터 S1과 스마트폰이 서로 와이파이로 연결되는 방식, 그리고 DJI 로보마스터 S1과 스마트폰이 각각 동일한 무선 공유기에 연결된 상태를 정한다.

두 연결 모드는 활용 환경이 각각 다르다. 영상 촬영이나 실외 환경에서 조작한다면 두 기기를 와이파이에 연결하는 모드를 선택한다. 한편, 여러 사람이 동시에 전투 모드를 하거나 안정적인 실내 환경이라면 공유기에 연결하는 게 편리하다. 모드 설정 시 인텔리전트 컨트롤러 측면에 와이파이 모드, 공유기 연결 모드 레버를 변경해주자.

애플리케이션 연동 시 정품 인증과 품질 보증이 동시에 시작되며, 이 과정을 거치지 않고는 기기를 사용할 수 없다. 이는 DJI 로보마스터 S1가 쉽게 파손될 수 있는 물건이기 때문이다. 모든 인증 과정이 완료되면 4개 바퀴가 정상적으로 동작하는지, 4개 센서가 정상적으로 인식되고 있는지 간단한 테스트를 거친다. 만약 조립에 실수가 있었다면, 이 단계에서 바퀴나 센서가 동작하지 않는다.

조립을 시작한 지 2시간 30분 만에 DJI 로보마스터 S1이 스스로 움직이기 시작했다. 애플리케이션은 옵션을 통해 로봇 상태와 제어 속도, 짐벌 반응성, 와이파이 연결 방식, 로보마스터 외관 패널 색상 및 장착된 카메라 표시 화면, 시스템 제어 및 언어 설정 등을 지원한다. 배틀 모드를 사용하면 다른 DJI 로보마스터 S1 보유자와 블래스터로 대결을 펼칠 수 있다.

DJI 로보마스터 S1은 키덜트보다는, 프로그래머의 잠재력을 가진 아이들을 위한 물건으로 보는 게 옳다. 현직 프로그래머라면 손쉽게 조작할 수 있는 장난감 수준이겠으나, 모든 것이 생소하고 신기한 아이들에겐 평생 추억이 될 나만의 전차가 되어줄 것이니 말이다.

그렇다면 가격은 어떨까? DJI 로보마스터 S1은 다양한 센서와 기술력, 그리고 초소형 컴퓨터가 포함돼 75만 원대로 비싼 편이다. 하지만 스스로 프로그래밍을 배울 수 있도록 동기를 부여해주는 것은 물론, 고성능 짐벌을 통한 영상 촬영, 스포츠 경기까지 즐길 수 있지 않은가? 활용도만 잘 맞는다면, 아이 진로를 위한 가치있는 투자가 되리라 본다.

글 / IT동아 남시현 (sh@itdonga.com)