갓 태어난 기린이나 영양 새끼는 어미의 뱃속에서 나온지 얼마 되지 않아 바로 걸을 수 있다. 어미로부터 걷는 법을 전혀 배우지 않았지만 몇 차례의 시행 착오 끝에 걷는 법을 스스로 터득한다. 이 동물들의 새끼가 이처럼 빨리 걷는 법을 배울 수 있는 것은 포식자로부터 생존하기 위한 불가피한 선택이다.

그렇다면 갓 태어난 동물 새끼처럼 로봇도 단기간에 새로운 보행 방법을 익힐 수 있을까. 가령 평지에서 보행 방법을 배운 로봇이 진흙 길이나 암석으로 울퉁불퉁한 길을 만나면 새로운 보행 벙법을 익혀야하는데, 기린이나 영양 새끼처럼 학습 과정 없이 바로 걸을 수 있을까 하는 문제다.

미국 남캘리포니아대학(USC) 비터비 공과대학(Viterbi School of Engineering) 연구진은 인공지능 기술을 활용해 한번도 학습하지 않는 보행 동작을 스스로 터득할 수 있는 로봇 다리(robotic leg)를 개발하고 연구 성과를 전문 저널인 ‘네이처 머신 인텔리전스’에 게재했다. 이 로봇은 3개의 힘줄(tendon)과 2관절의 다리를 갖추고 있다. 로봇은 보행에 관한 사전 프로그래밍이 되어 있지않다. 로봇이 스스로 보행 방법을 터득한다.

이 프로젝트를 주도한 USC 프란시스코 J. 발레로-쿠에바스 교수는 “현재 로봇이 주변 세계를 이해하고 상호 작용하려면 수개월 또는 수년간의 훈련 과정이 요구된다”며 “자연계에 있는 동물들처럼 빠르게 학습하고 환경에 적응할 수 있는 로봇을 개발하려고 한다”고 말했다.

연구팀은 생체 모방 알고리즘을 개발해 보행 방법을 학습하도록 했다. 로봇은 5분 정도 자유롭게 움직이면서 추가적인 프로그래밍 과정 또는 시뮬레이션 과정 없이 새로운 보행 방법을 배운다. 5분 정도 자유롭게 움직이면서 로봇은 다리의 움직임과 관련한 맵을 만들고 주변 환경과 상호 작용을 한다. 이런 과정을 통해 환경에 적합한 보행 방법을 찾아낸다는 것이다.

연구팀은 이번에 확보한 기술을 더욱 발전시키면 장애인에 적합한 보철 기구나 일반인들이 착용할 수 있는 외골격 로봇 등에 활용 가능할 것으로 보고 있다. 웨어러블 로봇이나 보철기구는 착용자의 개인적인 특성을 반영할 수밖에 없는데, 개인의 특성을 반영한 동작을 지원할 수 있다는 설명이다. 또는 지구에서 훈련받은 휴머노이드 로봇이 화성이나 달 등 우주 공간에서 학습하지 않는 보행 방법이나 동작을 수행할 수 있도록 만들 수 있다.