▲ 아이컵3 로봇 아바타 시스템은 인간 조작자가 감각 피드백을 통해 휴머노이드 로봇을 원격 조작할수 있도록 설계됐다.

이탈리아기술연구원(IIT·Istituto Italiano di Tecnologia) 인공·기계지능연구실(Artificial and Mechanical Intelligence lab) 연구팀이 휴머노이드 로봇을 원격 제어할 수 있는 첨단 아바타 시스템 ‘아이컵(iCub)3 시스템’을 개발하고, 실제 시나리오상에서 성공적으로 테스트했다고 24일 밝혔다.

연구팀은 이 시스템을 활용해 ANA 아바타 엑스프라이즈(XPRise) 대회를 비롯해 3군데에서 인간 원격 조작자(오퍼레이터)가 휴머노이드 로봇을 제어하는 등 테스트를 지속적으로 진행해왔다고 밝혔다.

연구팀은 24일자 ‘사이언스 로보틱스’에 발표된 논문(제목:iCub3 avatar system: Enabling remote fully immersive embodiment of humanoid robots)에서 아바타 시스템을 개발하기 위해 그들이 직면한 도전과제와 해결책에 대해 소개했다.

연구팀은 아바타 시스템을 실험실 환경에서 벗어나 실제 환경에서 보다 경제적이고, 생산적으로 운용하는데 노력했다고 밝혔다. 이를 통해 실제 작업 환경에서 로봇의 수용성을 극대화했으며, 기존의 휴머노이드 로봇 ‘아이컵3’을 새로운 로봇인 ‘에르고컵(ergoCub)’으로 진화 발전시켰다고 주장했다.

IIT 인공·기계지능연구실(Artificial and Mechanical Intelligence lab·AMI lab) 연구팀은 다니엘레 푸치(Daniele Pucci) 연구원이 코디네이터 역할을 수행하고 있으며, 약 50명의 연구자들로 구성돼 있다.

아이컵3 시스템은 20년전 IIT가 개발한 휴머노이드 로봇의 최종 버전인 아이컵3과, 인간의 신체 움직임을 추적하는 ‘아이필(iFeel)’이라는 웨어러블 기술로 구성돼 있다.

이 아바타 시스템은 시각, 청각, 촉각 등 포괄적인 감각 피드백을 통해 원격 조작자가 휴머노이드 로봇의 이동, 조작, 음성 및 얼굴 표정 등을 용이하게 구현하도록 설계됐다.

연구팀은 아이컵3 시스템을 3차례에 걸쳐 실제 시나리오상에서 테스트했다. 지난 2021년 3월 베니스 미술 전시회인 ‘비엔날레 디 베네치아’에서 제노아에 위치한 원격 조작자가 약 300km 떨어진 행사장 내 휴머노이드 로봇을 원격 제어했다. 다니엘레 푸치 그룹은 웨어러블 장치인 아이필(iFeel)을 착용하고, 조작자의 신체 움직임을 추적했다. 아바타 시스템은 원격 조작자의 움직임을 베니스의 행사장에 위치한 아이컵3 로봇에 전달했다. 원격 조작자는 손가락과 눈꺼풀 등 로봇의 신체 부위를 정확하게 제어했다.

▲ 2022년 6월 이탈리아 디지털 혁신 축제인 '위 메이크 퓨처 쇼'에서 휴머노이드 로봇이 무대에 서고 있다.

연구팀은 지난 2022년 6월 이탈리아 디지털 혁신축제인 '위 메이크 퓨처 쇼'에서 새로운 도전 과제를 수행했다. 제노바에 위치한 원격 조작자는 약 300km 떨어진 곳에 있는 축제 현장의 로봇을 조종했다. 로봇은 약 2000명의 관객 앞에 있는 무대에서 사람으로부터 물건을 받고 운반하는 동작 등을 수행했다. 공연은 상당한 전자파 간섭 속에서 실시간으로 진행되었다. IIT 연구그룹은 원격 조작자가 로봇이 운반하는 물건의 무게를 인지할 수 있도록 특화된 햅틱 장치를 활용했으며, 관객을 즐겁게 해주기 위해 로봇의 표현 능력을 향상시켰다.

연구팀은 2022년 11월 로스엔젤레스에서 열린 'ANA아바타 엑스프라이즈대회'에서 또 한번 아바타 시스템을 테스트했다. 각각의 아바타는 연구팀이 아닌 사람들에 의해 조작됐으며, 경기 직전 훈련이 필요했다. 그들은 10개의 다른 과제를 완수하는 데 단 25분밖에 걸리지 않았다. IIT 연구팀은 조작된 물체의 질감을 인지할 수 있도록 로봇의 손에 피부를 부착했다.

IIT 연구팀은 이 같은 현장 테스트를 통해 아이컵3을 에르고컵으로 발전시켰다. 연구팀은 새로운 휴머노이드 로봇 에르고컵이 산업계와 의료계 종사자들이 공동 작업 수행 시 위험과 피로도를 최소화해줄 수 있을 것으로 기대하고 있다.