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[창간 10주년 기획] 인간-로봇 상호작용(HRI) 기술의 발전과 서비스 로봇의 미래(전문가 기고②) 카이스트 기계공학과 김정 교수
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승인 2023.06.09  10:52:09
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피그말리온의 전설에서도 보듯이 인간은 자신이 만든 피조물과의 소통을 갈망해왔으며 로봇과의 소통과 교감은 주요한 연구 주제이면서 동시에 많은 SF의 주제가 되어 왔다.

최근 들어 점점 인간과 로봇이 활동 공간을 공유함에 따라 인간-로봇 상호작용(HRIㆍHuman-Robot Interaction Technology)이라는 분야가 점점 더 중요해 지고 있다.

HRI 기술은 로봇이 상황과 사용자의 의도를 판단함으로써 상황에 적합한 반응과 행동을 계획하여 순조로운 소통 및 협력을 실행하게 하는 일련의 기술을 의미한다.

기술적으로 볼 때, 시각, 청각, 촉각, 공간감각 등의 센싱 기술, 의도 인식 기술, 안전 메카니즘 등의 연구 분야들을 포함한다.

HRI 분야의 어려움은 첫째로 로봇이 특정 상황에서 인간의 의도를 이해할 수 있는 능력이다. 인간은 논리적 도약을 할 수 있지만, 로봇은 매 상황과 조건 별로 정의된 알고리즘에 의해 작동되기 때문에 인간과 로봇의 의도를 인식하는 것은 여전히 어려운 문제이다.

그러나 최근 ChatGPT와 같은 LLM(대규모 언어모델)이 등장하면서 로봇이 불완전한 명령이나 환경 인식을 해석할 수 있는 가능성에 대한 관심이 높아지고 있다. 즉, 세부적인 상황에 대한 코딩 작업 없이도 인간과 유사한 형태의 명령과 수행이 가능할 것으로 보인다. 추가적으로 로봇이 인간과 상호 작용하는 방식이 안전하고 윤리적인지 확인하는 것도 중요하다.

둘째로, 예측할 수 없는 환경에서 인간과 안전하게 상호작용하는 하드웨어 기술의 개발이다. 인간은 갑자기 움직일 수 있고, 예상치 못한 결정을 내릴 수 있으며, 항상 합리적이지 않은 방식으로 행동할 수 있다.

로봇은 예측할 수 없는 환경에서 인간과 안전하게 상호작용할 수 있어야 한다. 예를 들어, 병원에서 일하는 로봇은 환자, 직원과 부딪히지 않도록 해야 하며, 누군가가 방해하는 경우 멈출 수 있어야 한다. 이를 위한 동작 감지 센서와 물리적 보호 메카니즘 등은 아직 만족할 가성비를 내고 있지 않기에 우리 주위에 만족할 만한 기술을 볼 수 없는 이유다.

HRI 기술의 가장 큰 수혜를 받는 로봇은 서비스 로봇이다. 서비스 로봇은 각종 기술 인프라의 발전으로 인해 지금까지 인력중심으로 운영되던 의료/보조/청소/배달/요리 영역에 사용되는 로봇을 의미하며 정확도보다는 상호작용성이 더욱 중요시되는 응용분야이다. 시장조사 업체에 따르면 서비스 로봇 시장 규모는 2021년 44조원에서 2027년 177조원으로 확대될 전망이다.

지금까지는 각 분야에서 필요한 다양한 요구조건과 상호작용의 수준을 반영해 각자 개발되어 왔다. 예를 들면 같은 의료용 로봇이라도 환자의 운동을 돕는 재활 로봇과 수술용 로봇은 다른 요구조건을 가진다. 하지만 앞으로는 공통의 소프트웨어, 통신 모듈과 각 서비스 분야에 적합한 다양한 하드웨어 모듈을 동시에 제공할 수 있는 플랫폼 기술이 먼저 개발될 것으로 보인다.

지금까지는 특정 하드웨어를 가지고 특정 전문 서비스 시장을 선점한 기업들이 돋보였다면 이제는 플랫폼을 제공하고 맞춤형으로 로봇의 서비스 적용을 하는 형태로 발전될 것으로 보인다.

또한, 소규모 생성형 AI 등과 결합해 서비스 로봇의 운동 생성, 검증, 제어 등에 활용하는 연구가 더욱 활발해질 것이며 청각, 시각, 촉각, 운동감 등 다양한 감각별로 솔루션을 제공하는 연구가 활발해질 것이다.

하드웨어 기술로는 자연스러운 메타버스와의 결합을 위한 착용형 인터페이스가 개발될 것이며 인력을 대체 가능한 로봇의 이동 조작 기술에 대해 많은 제품이 제시될 것이다. 청소, 배달, 재활 보조 등 로봇 도입에 따라 일자리가 대체되는 업종의 종사자 중심으로 저항이 발생할 가능성 등 사회적 수용의 불확실성도 존재하지만 서비스 로봇의 사회 정착은 저출산 고령화에 따라 필수적으로 다가올 것으로 예측된다.

서비스 로봇은 현재 개발되는 인공지능, 메타버스, 초고속 통신, 사이버 보안 등의 최첨단 기술이 모여 사회와 인간에게 유익을 끼치는 응용 분야이므로 기술의 발전을 체감할 수 있는 바로미터가 되지 않을까 예측한다.

로봇신문사  robot@irobotnews.com
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