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[홍석윤의 AI 천일야화] 촉감 느끼는 인공피부 로봇 첫 공개

촉감 능력, 로봇의 힘 조절 기능에 중요 – 간병인·노약자 벗으로 안전하게 활동

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[이코노믹리뷰=홍석윤 기자] 로봇이 한 발짝 더 발전하면서 지금까지 가능하지 않았던 인간만이 느낄 수 있던 촉감까지 느낄 수 있게 됐다.

과학자들이 신체적 접촉에 사람처럼 느끼고 반응할 수 있는 인공 피부를 지닌 로봇을 공개했다고CNN이 최근 보도했다.

국제로봇공학협회(International Federation of Robotics)의 보고서에 따르면 2017년에 전세계 공장에서 직원 1만 명당 85대의 산업용 로봇이 사용되고 있는 것으로 조사됐다. 이 보고서는 또 산업용 로봇의 전 세계적인 보급은 2021년까지까지 매년 14% 성장할 것으로 전망했다.

그러나 인간 동료들과 살을 맞댈 만큼 로봇이 인간과 보다 밀접하게 일할수록 로봇과 어떻게 안전하게 상호 작용하느냐 하는 것은 여전히 큰 걱정거리다.

아주 특별한 인공 피부를 개발한 뮌헨 공과대학교(Technical University of Munich) 고든 쳉 교수팀은 CNN과의 인터뷰에서 "현재의 로봇들은 어떤 촉감도 느끼지 못한다”고 지적했다.

따라서 로봇들은 인간에게 심각한 부상을 입힐 수 있는 힘을 갖고 있기 때문에 기업들은 로봇이 주변에서 어떤 일이 일어나고 있는지를 의식하고 사람들 사이를 안전하게 다닐 수 있게 해야 할 의무가 있다.

독립 연구기관인 이탈리아 기술연구소(Italian Institute of Technology)의 로봇 전문가 치아라 바톨로지는 "촉감 능력은 로봇이 보이지 않는 장애물과의 접촉을 감지하고, 사물이나 주변 사람 그리고 자신에게 손상을 입히지 않고 주어진 임무를 달성하기 위해 필요한 정확한 힘을 주게 함으로써 안전한 로봇 운영을 가능하게 하는 중요한 기술”이라고 설명했다.

이 특별한 피부는 인간과 로봇 간의 협력을 더 안전하게 만들 뿐 아니라, 미래에 로봇이 간병인, 보건 요원, 노약자의 벗으로서 안전하게 활동할 수 있게 해 줄 것이다.

인간 피부를 모방하다

인공 합성 피부를 개발하기 위해 연구원들은 인간의 피부를 연구했다.

인간은 약 5백만 개의 피부 감각체(skin receptor)를 가지고 있는데, 이 감각체가 피부 표면에서 일어나는 일을 감지해 뇌로 신호를 보낸다. 그러나 뇌는 각각의 감각체에서 전달되는 정보를 동시에 소화할 수 없기 때문에 대신 신경계가 새로운 감각을 먼저 인식한다.

이런 원리를 바탕으로 연구팀은 인체 크기의 자율로봇(H-1)의 어깨부터 발끝까지 온도, 가속도, 사물의 근접, 압력 등을 탐지하는 1만 3000여 개의 센서로 덮었다.

   
▲ 촉감을 느낄 수 있는 1만 3000개의 센서로 덮인 H-1 로봇과 이 로봇을 개발한 고든 쳉 뮌헨 공과대학 교수.    출처= Technical University of Munich

쳉 교수는 "이런 감각들은 기본적 촉각이지만 인간과의 상호작용을 매우 안전하게 만들어 줄 것"이라고 설명했다.

연구팀은 현재 센서의 크기를 더 줄이고 대량 생산할 수 있는 방법을 연구하고 있다.

일부 과학자들은 센서의 대량 생산을 회의적으로 보기도 한다. 영국 임피리얼 칼리지 런던 (Imperial College London)의 인간로봇공학 교수 에티엔 버젯은 "센서 하나에 드는 높은 비용과 부서지기 쉬운 취약함 때문에 대량 생산은 쉽지 않을 것”이라고 말했다.

과학자들은 지난 수년 동안 로봇과 인간의 상호작용에서 촉감을 느낄 수 있는 기술을 개발하기 위해 앞다투어 노력해 왔다. 노스웨스턴 대학교(Northwestern University)의 한 연구팀도 스카이프 통화(Skype call) 같은 가상 경험에서도 촉각을 느낄 수 있는, 배터리를 사용하지 않는 무선 스마트 피부를 공개했다.

쳉 교수도 로봇에게 촉감을 주려는 이전의 수 차례 시도를 방해했던 한 가지 문제를 극복했다. 대부분의 연구가 모든 인공 피부 세포에서 나오는 신호를 처리하기 위해 방대한 컴퓨팅 능력에 의존해 왔지만, 이번에 그가 개발한 인공 피부는 개별 세포가 활성화될 때만 신호를 보낸다.

이것은 시스템이 데이터에 의해 과부하되지 않는다는 것을 의미하며, 그의 인공 피부가 인간의 신경계처럼 작용할 수 있는 것이다. 예를 들어, 우리는 처음 장갑을 끼었을 때 장갑을 느끼지만, 시간이 지나면서 우리 몸은 장갑을 끼고 있는 것을 무시하는 법을 배운다.

미래의 친구나 보호자

이러한 특성 덕분에 로봇이 주변 환경을 더 민감하게 지각할 수 있고, 인간과 상호작용하며 발생할 수 있는 사고를 예측하고 피할 수 있는 능력을 갖게 되는 것이다.

로봇산업협회(Robotic Industries Association)의 밥 도일 부회장은 "이런 기술은 로봇에게 간병인 같이 인간과 더 가깝게 일할 수 있는 기회를 열어줄 수 있다"고 말했다.

"로봇이 노약자나 환자들이 침대에서 일어나도록 도울 수도 있고, 집안 일을 도울 수도 있지요.”

그러나 도일 부회장은 “이러한 기술들이 실제 현장에서 적용되기까지는 아직 갈 길이 멀다”며 “인간의 안전을 보장하는 것이 우선”이라고 덧붙였다.

홍석윤 기자 syhong@econovill.com

기사승인 2019.12.08  16:22:11

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