KIST 견학기-휴머노이드 'MARU'와 함께

로봇 연구원은 나의 장래 희망이고, 로봇 연구원들이 연구를 하는 한국 과학기술연구원(KIST)에 직접 견학하는 것은 미래에 내가 소망하는 직업이 무엇을, 어떤식으로 연구하는지 그리고 앞으로 어떻게 해야 내 장래희망을 이루는지 생각해 볼 수 있는 좋은 기회라고 생각했다.
또한 연구한 로봇도 직접 시연해 준다고 하니 앞으로 로봇을 연구하는데 좋은 도움이 될 것이라고 생각했다.

연구소를 가기 전날 부터 어떤 질문을 할지, 연구소 내에 시설은 어떨지, 그리고 연구는 어떤식으로 하고 있는지 많은 궁금증이 있었고, 그것을 어떻게 간추려서 질문을 할지 정리가 되지 않았다. 그렇게 학교에서 수업을 마치고 동아리원들과 함께 연구소를 가게 되었다. 먼저 연구실 안으로 들어가기 전부터 복도에 몇몇의 로봇들이 보였다. 그리고 곧 있다가 연구실로 들어가봤는데, 생각보다 연구실 크기가 작아서 조금은 실망한 마음이 들기도 했지만 연구실 안에 있는 로봇들을 보고 흥분되기도 하고, 로봇을 만져보고, 질문해 보고 싶은 생각들이 솟구쳤다.

연구실에 들어가니 연구원들이 휴머노이드’MARU-Z’를 시연해 주었다. MARU-Z는 전자레인지를 열고, 그 안에 있는 컵을 빼낸 다음에, 전자레인지 옆에 있는 바구니에 그 컵을 넣는 것이 목적이었다. 그리고 그러한 복잡한 임무를 수행하려면 영상처리를 이용하는 것은 물론이고, 우선 로봇 자신의 위치가 어디 있는지 스스로 알아야 한다. 내가 로봇 축구 프로그램을 짜면서 가장 어려웠던 부분이 자신의 위치를 알아내는 것이었다. 그래서 과연 MARU-Z는 어떤식으로 자신의 위치를 찾아낼지, 혹시 영상처리로 주위를 인식해서 자신의 위치를 찾아내진 않을까라는 생각을 해보기도 했다.

답은 바로 천장에 있었다. 천장에 있는 특별한 패턴으로 자신의 위치를 알아내는 것이었다. 그 패턴을 로봇이 인식해서 로봇의 방향, 좌표의 정보를 포함하고 있고 ,로봇의 머리 위에 천장을 향해 달려있는 카메라로 그 패턴을 인식하여 자신의 위치를 알아내고 있었다. 그 패턴을 이용해서 전자레인지 앞까지 갔으면 그 다음은 마루의 머리에 정면에 달려있는 카메라로 더 정밀한 것을 인식해낸다. 머리에 달린 그 카메라는 크게 두 종류가 있었는데 하나는 적외선 카메라와 다른 하나는 우리가 일반적으로 사용하는 웹캠이었다. 그 둘의 조합으로 하나일 때 보다 더 정확한 영상처리를 구현해 낸다고 하였다. 그래서 패턴이 전자레인지의 위치를 알려주면 정면에 달린 카메라들이 전자레인지의 버튼을 인식해내는 순서였다. 그렇게 전자레인지에서 컵을 꺼내고, 컵을 들어올린 다음 바구니에 올려놓고(물론 여기서 로봇이 움직이는 과정에서도 패턴을 이용해 바구니의 위치까지 간 다음 카메라로 컵을 어디에 놓아야 할지 정확하게 인식해낸다.) 뒤로 걸어간 다음 바구니를 집으려는 순간, 바닥이 미끄러운 바닥에서 MARU-Z의 다리가 꼬여 넘어져 버렸다. 다행히 스탠드에 로봇을 걸어놔서 땅에 부딪히지 않고 매달려 있어 크게 고장난 부분은 없었다. 실험을 하면서 자주 있는 일이라고 했다.

시연을 마친 후 넘어지면서 틀어진 로봇의 관절들의 원점 맞추는 잡업을 보여주었다. 사람들은 자고 일어나면 자신의 팔의 위치가 어디 있는지 알 수 있지만 로봇은 처음 전원을 켰을 때 원점을 잡아주지 않으면 자신의 관절들이 얼마나 꺾여있는지 모르기 때문에 항상 시작할 때마다 맞춰 주어야한다. 그리고 MARU-Z가 원점을 맞출 때 금속을 읽어내는 센서를 이용해 금속과 금속이 서로 맞닿는 순간의 파장을 읽어내어 원점을 맞추어 낸다고 한다. 그렇게 로봇에 대한 설명을 마치고 MARU-Z를 가까이서 보고 만져볼 수 있는 시간을 가졌다.

무릎 관절과 여러 관절들은 타이밍 벨트를 이용해서 모터는 최대한 몸체쪽으로 위치시키고 관절은 아래쪽에 위치시켜 놓아 무게를 분산하였다. 관절은 감속구조를 사용하였고, 모든 각각의 모터에는 엔코더가 달려있다고 한다. 손가락은 각각 하나의 손가락마다 모터 하나를 사용해서 손가락에 있는 두 관절을 움직였다.
로봇을 관찰하면서 동시에 질의응답도 이루어 졌는데, 모터는 DC모터를 사용하지만 현재 개발중인 로봇의 모터는 BLDC모터를 사용한다. 그 이유는 BLDC모터의 콘트롤러가 작아졌고, 힘이 더 세졌기 때문이다. 그리고 발에 힘을 측정 하는 센서를 달아서 로봇이 어느 한쪽으로 힘이 가해지면 그 반대방향으로 힘을 주어서 균형을 잡는다. 자이로 센서는 사용하지 않는다. 여하튼 여러가지 로봇에 대한 설명을 친절하게 해주었다.

휴머노이드는 멀리서 그리고 TV에서 여러번 본적이 있었지만 휴머노이드(MARU)의 내부를 직접 이렇게 가까이 보는것은 처음이었다. 그리고 거기 계신 연구원님들이 친절하게 시연도 해주고 질문 하나하나 모두 대답해주어 정말 감사했다. 로봇을 만드는 과정과 사용한 센서까지 정말 소중하고 보람찬 시간이었다. 마음같아선 더 있고 싶었지만 연구원들도 연구를 해야 하고 우리 동아리도 집에 가야했기 때문에 더 이상 구경하지 못한게 아쉽긴 했지만 오늘은 정말 여기 오길 잘 했다는 생각이 들었다. 로봇을 더 많이 배울 수 있는 소중한 시간이 었다. ▒ 글 한동희∙학생기자(안양 양명고 2)