독일 뮌헨공대(TUM) 연구진이 휴머노이드 로봇 전신에 감각을 갖춘 인공 피부를 이식하는 데 성공했다고 발표했다.

뮌헨공대 ‘고든 청(Gordon Cheng)’ 교수팀은 휴머노이드 로봇인 ‘H-1’의 몸에 직경 1인치의 6각형 모양 인공피부(셀)를 1260개 부착하고, 제어 알고리즘을 설치해 최초로 전신에 감각기능을 갖춘 휴머노이드 로봇을 만들었다.

총 1260개의 인공피부로 이뤄진 셀(cell)은 1만3천개 이상의 센서를 탑재하고 있다. 각각의 셀은 마이크로 프로세서를 갖추고 있으며 접촉, 가속, 근접, 온도를 인식할 수 있는 감각 센서를 갖추고 있다. 센서는 휴머노이드 로봇의 상체, 다리, 발바닥 등에 설치됐다.

인공 피부는 고든 청교수가 10여년전 개발한 기술이다. 이 인공피부를 실제 로봇에 적용하기 위해선 엄청난 양의 데이터를 처리할 수 있는 컴퓨팅 연산 능력이 필요하다. 1260개의 셀을 통해 취득되는 데이터를 고속으로 처리할 수 있어야 하기 때문이다.

▲ 고든 청 교수

인간은 5백만개에 달하는 감각 수용기(receptor)를 갖고 있는데, 이들 수용기에서 취득한 데이터를 뇌에서 빠르게 처리해 감각을 인지할 수 있다. 연구팀은 인공피부를 통해 취득되는 엄청난 양의 데이터를 처리하기 위해 ‘뉴로엔지니어링’ 접근법을 활용했다. 인공 피부를 지속적으로 모니터링하는 것이 아니라 이벤트 발생시에만 데이터를 처리하도록 한 것이다. 로봇 인공피부는 센서의 정보 값이 변경될때만 데이터를 전송한다. 이를 통해 데이터 처리량을 최대 90%까지 줄일 수 있다. 이는 인간의 신경시스템이 작동하는 방식과 유사하다. 가령 사람은 모자를 착용할 때 처음에는 감각을 느끼지만 모자를 쓰고 있는 동안에는 모자에 대한 감각이 별로 없다. 모자가 바람에 휘날리거나 벗겨지면 머리부분에 감각이 살아난다.

인공 피부를 붙인 휴머노이드 로봇 H-1은 전신에서 감각을 느낄 수 있다. 바닥이 울퉁불퉁하면 인공피부를 통해 인지한다. 감각이 있기 때문에 로봇과 사람이 껴안을 경우 사람에게 너무 강한 압력을 주지 않도록 제어할 수 있다. 이 기술은 로봇이 사람과 함께 작업을 진행해야 하는 곳에서 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.