로보틱스가 이 세상에 나온지 수 십 년이 흘렀지만 아직 갈 길이 멀었다. 왜 그럴까? 키는 오픈 소스 소프트웨어와 하드웨어가 쥐고 있다고 생각한다. 로보틱스는 흔히 기계공학, 전자공학, 소프트웨어공학, 제어공학, 생명공학, 화학공학, 신소재공학 등 다양한 학문의 융합체라고 한다. 즉 다양한 분야의 협력이 절실히 요구되는 것이다. 물론 하나의 분야에서도 해결해야 할 문제가 산적해 있는 분야가 바로 로보틱스이다.

이를 해결하는 최고의 방법은 오픈 소스 문화다. 소프트웨어에서는 이미 당연시 여겨지는 부분이다. 대표적인 성과로는 리눅스, 안드로이드, 몽고DB, 오픈스택 등 수를 헤아리기 어렵다. 로봇에서는 하드웨어가 또 다른 중심축이다. 그래서 필요한 것이 오픈 소스 하드웨어다. 그러나, 아직 로보틱스 분야는 닫힌 성격이 강하다. 기술 공개를 꺼리는 분위기도 많다. 특히 한국의 로보틱스에서는 오픈 소스 소프트웨어/하드웨어 문화가 잘 알려지지 않았다.

앞으로 연재할 ‘표윤석의 오픈로보틱스월드’ 에서 전세계 오픈 로보틱스 진영의 다양한 프로젝트를 소개하는 내용을 담고자 한다. 이를 통해 일반 독자에게는 오픈 로보틱스 기반의 프로젝트를 이용해 로봇에 보다 쉽게 접근할 수 있도록 하고, 전문가에게는 오픈 소스 소프트웨어/하드웨어 문화를 기반으로 협력 방안을 모색해 보고자 한다.

전세계 어디서나 누구라도
자신의 손바닥 사이즈만 입력하면
3D프린트로 만들어 조립할 수 있어
바로 이것이 오픈소스의 위력이야

이사벨라라는 이름의 8세 소녀가 3D 프린터로 만든 의수를 선물로 받은 순간을 담은 영상이 유튜브에 공개되어 많은 사람들에게 감동을 선사했던 기억이 난다. '이-네이블링 더 퓨처(E-nabling The Future)'라는 비영리 단체가 의수를 필요로 하는 사람과 3D프린팅 디자인을 하는 사람을 연결해주는 프로젝트의 일환으로 진행되었는데 이사벨라 이외에도 이 프로젝트를 통하여 새로운 손을 얻은 이들이 약 1,500명을 넘은 것으로 추정된다.

▲ 8세 소녀 이사벨라가 자신의 손에 꼭 맞게 제작된 3D 프린터 의수를 착용하고 있다. (출처: 유투브)

이 프로젝트는 남아프리카에서 목수로 일하는 리처드 밴 애스와 미국 시애틀에서 특수효과 전문가이자 예술가로 활동 중이던 이반 오언 으로부터 시작되었다. 리처드는 일하던 도중 전기톱에 오른손 손가락 4개를 잃는 사고를 겪었지만 3천~5천 만원을 호가하는 상업용 의수를 구매할 여력이 없었다. 마침 예술가 이반의 도움으로 50만원 수준의 매우 저렴한 의수를 만들어 사용할 수 있었다. 이반의 설계 능력이 누구나 저렴하게 하드웨어를 제작하게 해주는 3D 프린터를 만나 가능했던 일이다.

이 경험을 바탕으로 두 사람은 의기투합했다. 리처드와 같이 사고로 손을 잃은 사람들이나 어릴 적부터 손이 없이 태어난 아이들과 전세계에서 3D 프린터로 디자인을 하는 이들을 연결해주는 일을 시작했다. 그 과정에서 자체적으로 개발한 의수의 모든 기구 설계 파일, 사용법, 프린팅 기법까지 모든 내용을 오픈 소스 하드웨어, 문서로 공개하였다. 이 프로젝트는 전세계로 뻗어 나갔고 자발적으로 모인 개발자와 디자이너들이 도면을 설계하고 의수를 더욱 발전시켜 나아가고 있다. 더불어 3D 프린터를 보유하고 있는 봉사자들은 의뢰가 들어온 이들에게 무료로 의수를 전달해주는 훈훈한 이야기를 만들어 내고 있다.

이 프로젝트에서 오픈 소스의 위력은 마음껏 발휘되었다. 의수는 움직임을 수반하기 때문에 인체공학적으로, 또 다양한 사용 목적과 사용자의 신체 사이즈에 맞추어서 맞춤 설계되어야 한다. 이는 프로젝트에 참여한 많은 개발자들이 스스로 설계 파일을 공유하고 기능을 추가하는 등 오픈 소스 문화를 기반으로 협업했기 때문에 가능했다. 예를 들어, 어린이의 경우 신체의 성장과 발맞춰 변화된 신체 사이즈로 의수를 매번 다시 제작해야 한다. 기존 의수로는 비용을 도저히 감당할 수 없다. 하지만 이 프로젝트에서는 웹 사이트에 설계 변경 도구를 공개했기 때문에 이용자가 직접 자신의 손바닥 사이즈를 입력하는 것 만으로 설계 파일을 바로 변형하여 다운로드 받고 전세계 어디서나 3D 프린트로 만들어 조립할 수 있었다.

'이-네이블링 더 퓨처' 프로젝트에서 개발된 랩터 핸드(Raptor Hand)와 사이보그 비스트(Cyborg Beast)는 손목 윗 부분의 손이 없는 경우에 착용할 수 있다. 손목의 힘으로 다섯 손가락을 한꺼번에 굽히는 수동 방식이라는 점에서 착용 가능한 대상자와 활용도에도 한계가 있다. 이러한 부분을 개선하려면 손목이 아니더라도 팔꿈치, 어깨에 착용이 가능하면서 사용자의 움직임을 인식해 각 손가락을 움직이는 전자 의수(각 손가락과 팔목 등에 모터를 이용하는 의수)가 필요하다. 아마도 오픈 소스 문화를 사랑하는 많은 개발자와 디자이너들의 참여로 머지 않아 해결될 것으로 기대한다.

▲ 3D프린터 의수 랩터 핸드

▲ 3D프린터 의수 사이보그 비스트

▲ 3D프린터 의수 덱스트루스

▲ 3D프린터 의수 핵베리

영국의 조엘 기바드(Joel Gibbard) 가 진행하고 있는 오픈 핸드 프로젝트(openhandproject.org)의 덱스트러스(Dextrus)와 일본의 이쿠시(Exii, exiii.jp/eng.html)사의 핵베리(HACKberry) 역시 오픈 소스를 기반으로 하고 있어 많은 이들의 주목을 받기 시작했다. 오픈 핸드 프로젝트의 덱스트러스는 모든 개발 과정을 공개했다. 또 핸드 개발에 필요한 모든 개발 툴도 오픈 소스 기반으로 되어 있어서 접근성이 뛰어나다는 점이 높게 평가된다. 핵베리의 경우 미래 지향적인 화려한 디자인은 물론이고 피부 표면에 전극을 붙여 바로 밑 근육의 활동 전류를 측정하는 근전도를 활용해서 전자 의수를 동작한다는게 특징이다. 이쿠시는 단순히 상업적인 회사가 아니다. 이쿠시의 핵베리를 제작하는 3D 모델링 데이터와 소스코드를 공개하여 누구든지 관심만 가진다면 프로젝트에 참여할 수 있도록 커뮤니티를 만들었다. 3D 프린터로 기구를 뽑고 모터와 센서를 이용해 구동하면 된다.

▲ 한 손이 없는 아이들이 ‘이-네이블링 더 퓨처’ 프로젝트를 통해 선물받은 3D 프린터 의수를 착용한 모습 (출처: 이-네이블링 더 퓨처 프로젝트)

로봇, 뜻있는 사람들이 모여
효율적으로 세상을 바꾸어 나가려면
오픈 소스 문화 받아들여야

위 사례들에서 볼 수 있듯이 오픈 소스는 로보틱스 분야에 이미 깊숙이 들어와 있다. 오픈 소스로 공개된 하드웨어와 소프트웨어 기반의 로봇은 뜻있는 사람들이 좀 더 효율적으로 세상을 바꿔 나갈 수 있도록 하고, 그 동안 상아탑처럼 높아만 보였던 로보틱스 분야의 진입 문턱을 낮출 수 있다. 자작(DIY), 메이커(Maker) 문화를 조금은 우습게 여기던 로보틱스 분야에서도 이제는 그 영향력을 실감하기 시작했다. 하드웨어, 소프트웨어가 함께 개발되어야 하기 때문에 기술적 장벽이 존재할 수 밖에 없었던 로보틱스 부분에서도 오픈 소스 기반으로 창업(Startup)을 하는 경우가 많아 지고 있다. 오픈 로보틱스는 이제 로보틱스 분야에서 하나의 돌파구로 받아들여야 한다. 글_일본 JSPS 연구원 표윤석 pyo@irvs.ait.kyushu-u.ac.jp▒

* 본 기사는 '월간로봇' 12월호에서도 볼 수 있습니다. 모든 표기는 '월간로봇'의 규정에 따랐습니다.