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'젊은 로봇공학자(Young Robot Engineer)' 코너는 한국로봇학회와 로봇신문이 공동으로 기획한 시리즈물로 미래 한국 로봇산업을 이끌어 갈 젊은 로봇 공학자를 발굴해 소개하는데 있다.
열두번째 인터뷰는 성균관대학교 공과대학 기계공학부 Hugo Rodrigue(로드리그 휴고) 교수다. 캐나다 출생으로 2008년 맥길(McGill)대학교에서 기계공학으로 학사, 2010년 캐나다 몬트리올공대(Ecole Polytechnique de Montreal)대학원에서 산업공학으로 석사, 2015년 서울대에서 기계공학 전공으로 박사 학위를 받았다. 2015년부터 2016년까지 서울대 박사후 연구원, 2016년부터 성균관대 공과대학 기계공학부 조교수로 재직중이다.
주요 연구 및 관심분야는 △소프트 로봇과 구조 △생체 및 인간모방 구조 △스마트 머티리얼 및 구조 △유압 액추에이터 △혁신적인 제조 기술 등이다.
‘국제 녹색기술 심포지엄(ISGMA 2015)’에서 최우수 발표자상을 수상했으며, 2015년부터 Associate Editor, Journal of Mechanical Science and Technology (JMST), Professional member, UNITEF, 2016년부터 Associate Editor, International Journal of Precision Engineering and Technology-Green Technology (IJPEM-GT)를 맡고 있다. 2014~2015 한국연구재단 한국형 펠로우쉽(Korea Research Fellowship), 2011~2015 국립국제교육원 NIIED 지원 KGSP(정부초청외국인장학생)에 선발되었다. 현재 한국로봇학회ㆍ대한기계학회ㆍ한국정밀공학회 회원으로 다양한 학회 활동을 하고 있으며, 여러 연구과제와 논문 발표, 복합재 작동기에 대해 1건의 공동 특허권을 갖고 있다.
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| ▲성균관대학교 공과대학 기계공학부 Hugo Rodrigue(로드리그 휴고) 교수 |
Q. 성균관대 소프트로보틱스 연구실 소개와 최근에 교수님이 하고 계신 연구를 소개해 주십시요.
성균관대 소프트로보틱스 연구실(Soft Robotics Lab)은 새로운 소프트 액추에이터, 소프트 구조 및 소프트 로봇을 개발함으로써 미래의 로봇 기술에 사용되는 소프트 로봇 기술의 개발에 중점을 두고 있습니다. 소프트 로봇은 부드럽고 적응력이 있는 변형과 취약한 물체를 다루는데 있어 더 안전하다고 알려져 왔지만 가볍고 일반적으로 로봇공학에서 볼 수 없는 다양한 물리적 특성을 지니고 있기 때문에 새로운 로봇 응용 분야에 대한 가능성도 높습니다. 그러나 비전은 아직 현실화되지 않았습니다.
우리 연구실은 새로운 작동 특성을 지닌 새로운 형태의 소프트 액추에이터를 개발하는데 중점을 두고 있습니다. 모든 움직이는 구조는 움직이기 위해 이동의 원천이 필요했기 때문에 구동 기술이 모든 로봇의 기본 요소라고 믿습니다. 매년 수많은 새로운 소프트 액추에이터가 만들어지며, 그 중 일부는 60년 전에 개발된 공압 인공 근육보와 크게 다르지 않았습니다. 이전의 것 또는 장점과 단점을 조합한 것보다 가볍고, 강하고, 빠르며 큰 변위를 갖는 새로운 소프트 액추에이터를 위한 많은 공간이 있습니다. 새로운 액추에이터는 잠재적으로 성공적인 제품으로 변할 수 있는 소프트 로봇 요소를 사용하여 새로운 응용 프로그램을 개발하는 열쇠가 될 것입니다. 우리의 현재 연구는 새로운 종류의 구조와 작동 원칙을 가진 형상 기억 합금 및 공압식 액추에이터와 같은 스마트 소재를 사용하여, 현재 기술의 한계를 뛰어 넘는 소프트 액추에이터 개발에 중점을 두고 있습니다.
Q. 주요 관심분야 및 연구분야가 소프트 로봇과 구조, 생체 및 인간 모방구조, 스마트 머티리얼, 유압식 액추에이터 등으로 알고 있습니다. 생체 및 인간 모방구조나 소프트 로봇에 대한 최근 연구동향에 대해 설명 부탁 드립니다.
소프트 액추에이터가 처음 등장한 것은 1960년대지만 실제로 인기를 끌게 된 것은, 2005년에 하버드 대학교의 Whitesides 교수가 폴리머 구조를 이용하여 부드럽고 살아 움직이는 듯한 움직임을 가진 로봇을 공개하고부터입니다. 관절을 가진 기존 로봇의 움직임은 사람과 같은 척추동물의 관절이 움직이는 모습을 모방한 것이지만 실제로 대다수의 동물은 부드럽고 연속적인 움직임을 가지고 있습니다. 물고기가 꼬리를 움직이며 헤엄치는 것과 같이 말이죠. 이러한 부드러운 동작을 기존의 모터와 기계적인 부품으로 표현하기란 매우 어려운 일이었습니다. 그러나 많은 연구자들의 노력으로, 소프트 액추에이터를 이용하면 물고기가 헤엄치는 것과 같은 동작도 보다 쉽게 구현할 수 있게 되었습니다. 그리고 이때부터, 수중동물과 지상동물 등을 모방한, 이른바 생체모방 로봇의 연구가 활발하게 이루어졌습니다. 오직 생명체만이 가능하다고 생각되는 여러가지 능력을 로봇에게 쥐어주기 위해서입니다.
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| ▲ 소프트 로봇으로 만든 입 모양과 혀 |
저는 소프트 로보틱스 분야의 주된 관심사는 ‘과연 인간이 만든 로봇이 자연의 모습과 얼마나 비슷할 수 있을까’ 라고 생각합니다. 지금의 소프트 로봇 기술이 사람의 움직임 전체를 모방하기에는 시간이 더 필요하다고 생각합니다만, 사람의 피부를 연구하는 소프트 센서 분야는 현재 활발하게 연구되고 있습니다. 사람의 피부는 여러 겹의 층으로 이루어져 있는데, 이는 변형이 가능함과 동시에 몇 가지의 종류가 다른 자극을 감지할 수 있고 땀을 배출하는 등 다양한 기능을 동시에 할 수 있습니다. 어쩌면 소프트 센서만이 사람의 피부와 같은 기능을 할 수 있을지도 모릅니다. 가볍고, 신축성이 좋으며, 동시에 다양한 종류의 자극을 받아들일 수 있고 또 이들을 구분할 수 있는, 그런 센서 말입니다.
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| ▲ 서울대 졸업식 날 |
Q. 2015년 서울대 기계공학과에서 박사학위를 받으셨는데 논문 제목과 간단한 소개 부탁 드립니다.
저는 2012년 서울대학교 안성훈 교수 연구실에 합류했습니다. 박사 학위 논문 제목은 "기억 합금 와이어를 만드는 비탄성 자동화 복합 구동기의 설계 및 제작"입니다. 연구를 시작하기 전, 대부분의 형상 기억 합금 기반 소프트 액추에이터는 변형을 일으키기 위해 제조되었고, 제 논문의 핵심은 형상 기억 합금 와이어를 사용하여 부드러운 비틀림 액추에이터 설계를 개발 한 것입니다. 그런 다음 3 차원 공간에서보다 복잡한 위치를 지정할 수 있는 이러한 액추에이터의 새로운 제조 방법에 중점을 두고, 이 기술을 사용하여 비틀림 변형을 생성하면서 측 방향 힘에 견딜 수 있는 소프트 로봇 손목을 개발하고, 좌굴로 인한 손상 없이 복구 할 수 있었습니다. 버클을 달 수 있다는 것은 로봇이 인간 주위에서 사용되는 데 실제로 바람직한 특성입니다.
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| ▲ 형상 기억 합금 기반 소프트 로봇 손목 |
Q. 캐나다 출신인데 한국까지 공부하러 오게 된 계기가 있다면? 언제 한국에 왔는지?
한국에 오게 된 것은 6년 전, 박사학위 연구를 시작하기 전 1년간 한국어 공부를 위한 한국 정부 장학금 프로그램(KGSP)을 받은 후인 2011년입니다. 안성훈 교수 연구에 대한 관심뿐만 아니라, 문화에 대한 관심, 새로운 언어 공부 등 여러 가지 복합적인 이유가 있었기에 한국에 왔습니다. 어떤 식으로든 제 결정을 후회하지 않습니다.
Q. 한국에 있으면서 로봇산업이나 로봇 연구 관련해 느낀 점이 있다면 말씀해 주십시오.
광범위한 분야의 로봇 연구가 매우 높은 수준에서 수행되고 있다고 생각합니다. 어떤 분야의 로봇연구에 대해서든 좋은 연구를 수행할 수 있는 연구실이 있을 것이고, 덕분에 국내 로봇 연구가들이 해결할 수 없는 연구는 없을 것이라 생각합니다. 한국 로봇산업의 규모와 매출이 계속해서 성장할 수 있다고 확신합니다.
Q. 캐나다 로봇산업에 대해 간략히 설명을 해 주신다면...캐나다는 로봇산업 중에서도 어느분야가 강점인가요? 제조용, 전문 서비스용, 개인 서비스용 등 분야가 있는데...
캐나다의 로봇분야는 주요업체라기엔 거리가 멀다고 할 수 있습니다. 물론 제조 및 조립 라인의 로봇화가 되었고, 파이프라인 및 전기라인 검사뿐만 아니라 농업 분야의 전문로봇에 대한 많은 연구를 본 적이 있습니다. 하지만 여러가지 이유들로 인해 캐나다의 로봇연구는 제한적입니다.
Q. 캐나다 맥길대, 몬트리올공대(Ecole Polytechnique de Montreal)에서 학부, 석사를 기계공학, 산업공학을 전공했는데 본격적으로 로봇을 하게 된 시기와 계기는?
저는 예전부터 로봇에 관심이 있었지만, 학부과정때 수강한 기초 과목에서는 로봇 디자인이 아닌, 그에 대한 수학적 모델링에만 초점을 두어서 흥미를 잃고 말았습니다. 그 후에 당시 상대적으로 신개조 기술에 속했던 3D 프린트를 이용한 산업 엔지니어링을 공부하던 도중, 소프트 로봇에 대해 알게 되었습니다. 소프트 로봇에 대한 영상을 보면서 이 분야에 아직도 디자인, 컨셉적 측면에서 개발할 여지가 많이 남아있다고 느끼게 되었고, 그로 인해 로봇에 대한 흥미를 다시 불러일으킬 수 있었습니다. 이후 한국에 와서 본격적으로 로봇을 연구하게 되었고, 지금도 로봇에 대한 관심은 계속되고 있습니다.
Q. 나에게 로봇이란?
저에게 있어서, 로봇이란 아이와 같습니다. 로봇이 사회에 도움을 주는 미래를 만들어가는 것이 저의 의무라고 생각합니다.
Q. 앞으로의 꿈과 목표가 있다면?
저의 목표는 실제 현장에 쓰일 수 있는 소프트 로보틱스 기술을 개발하는 것입니다. 다른 로봇 연구자분들도 저와 마찬가지일거라 생각합니다.
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| ▲ 서울대 IDIM 연구실 멤버들과 함께... |
Q. 로봇 연구자가 되기 위해서 어떤 준비와 노력이 필요한지 후배들에게 조언을 해주시다면?
로봇은 수십년동안 산업에 활용되어왔지만, 아직까지 개발된 종류는 그리 많지 않습니다. 때문에, 로보틱스 연구자가 되려면 다른 연구자들이 만들어놓은 길을 따라가는데 그치는 것이 아니라, 이 분야의 미래를 발전시킬 자신만의 비전을 갈고 닦아야 한다고 생각합니다.
Q. 향후 유망한 로봇 분야를 꼽는다면, 그 이유는?
최근 몇 년간 로봇의 하위분야들이 넓은 범위의 시나리오에 적용될 수 있는 다양한 로봇기술과 함께 빠르게 성장했다고 생각합니다. 다분야의 로봇기술을 성공적으로 시행하는 로봇들이 사회 고령화 문제를 포함한 인류의 문제를 풀 수 있는 커다란 잠재력을 가지고 있다는 것입니다. 또한 대중들은 지능 및 복잡한 문제 해결 수행 능력이 거의 사람과 같은 로봇에 항상 매료됩니다. 다분야의 로봇들 또한 업계에서 가장 많은 흥미를 얻을 것입니다.
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| ▲ 성균관대 소프트로보틱스연구실 연구원들과 함께... |
Q. 한국의 로봇산업 발전을 위해 조언을 한다면...
글로벌 기업들이 출시한 로봇과 경쟁 가능한 한국의 많은 로봇들을 볼 수 있습니다. 또한 글로벌 경쟁 업체보다 나은 성능을 가지거나 매우 경쟁력 있는 가격 대비 성능을 제공하는 광범위한 로봇 구성품들도 있습니다. 하지만 저는 확실하게 투자할 가치가 있다고 판단하기 전에 로봇 기술이 해외에서 인기를 얻고 성숙되기를 기다리기보다는 미래의 기술에 대한 초기 투자를 보고 싶습니다. 우리는 진정으로 혁신적인 로봇 기술을 발명할 수 있는 로봇 연구에 많은 기회를 가져야만 하며, 모든 프로젝트가 성공해야 할 필요는 없다고 생각합니다.
Q. 연구에 주로 영향을 받은 교수님이나 연구자가 계시다면...
하버드 대학교의 Whitesides 교수와 MIT의 Daniela Rus 교수가 제가 어떻게 소프트 로봇 분야에 대해 생각해야할지에 대해 가장 많이 영향을 준 교수님들이라 할 수 있습니다. 첫번째로, 그들의 연구는 대중들의 상상력을 잡을 수 있는 복잡한 로봇을 만드는 데 간단한 원리들조차 적용될 수 있음을 보여주고 있습니다. 이 분들은 연구 결과를 어떻게 포장하여 연구 및 개발에 대한 폭넓은 관심을 불러킬 수 있는지를 보여주었습니다. ▒ |
