지난 1월 6일 8명의 경기북과학고등학교 로봇동아리(NEXT) 학생들은 ‘핸즈온캠퍼스’에 다녀왔다. 핸즈온캠퍼스는 용산전자상가에 위치한 마인드스톰 로봇 전시장으로, 개발자의 창의성과 정성이 담긴 다양한 로봇들을 볼 수 있는 곳이다. 로봇을 실제로 만들며 과학이나 공학과 관련한 진로를 탐색하고 있는 필자와 동아리 부원들에게 이곳에서의 시간은 매우 특별했다. 전시장의 여러 로봇들을 보며 자신이 앞으로 만들어 나갈 로봇들이나 연구해 나갈 기술들을 상상해 볼 수 있었으며, 체험 활동들과 강연을 통해 ‘배우는 사람’, ‘연구하는 사람’으로서 가져야 할 자세들에 대해 생각해 볼 수 있었기 때문이다. 이 글을 통해 필자가 핸즈온캠퍼스에서 생각하고 배운 점들을 소개하고자 한다.

핸즈온캠퍼스에서 가장 먼저 볼 수 있었던 전시물은 다양한 모듈들을 통해 공을 이동시키는 기계 장치인 골드버그장치(GBC) 로봇이었다. ‘로봇을 보며 단순히 신기하다는 생각만 하지 말고 이 로봇을 스스로 다시 만들어야 한다는 생각을 하며 로봇 속의 기계적 원리를 분석해 보라’는 선생님의 말씀을 생각하며 GBC 로봇을 보니, 로봇 속의 독창적인 구조들이 더욱 눈에 띄었다. 특히 인상적이었던 구조는 다양한 기구들을 연결한 링크 구조들이었다. 필자는 로봇 설계에 관련된 책을 보다 다양한 링크 구조에 흥미를 느껴 책에 나와 있는 구조를 따라서 만들어 본 적이 있었는데, GBC 로봇에 책에서 보았던 다양한 링크 구조가 응용되어 있어 흥미로웠다. 링크 구조들을 개발자 나름대로 변형시키고 응용해 로봇 설계에 적용한 모습을 보며 공학적 창의력의 중요성을 이해할 수 있었다.

영광스럽게도, NEXT 학생들은 이 GBC 로봇을 직접 설계하고 제작한 윤성준 연구원을 직접 만나 GBC 로봇과 윤 연구원이 만든 또 다른 로봇인 물류 창고 시스템에 대한 설명을 들을 수 있었다. 로봇 속의 구조 하나하나에 대한 윤 연구원의 자세한 설명을 들으면서 연구원이 만든 로봇들에 대해 더 잘 이해할 수 있었다. 연구원이 로봇을 만들 때 얼마나 정성을 기울였는지도 느낄 수 있었는데, 무엇보다 자신이 로봇을 만든 과정, 로봇 속에 적용된 원리들에 대해 열정적으로 설명해 주시는 연구원의 모습을 보며 그분의 로봇에 대한 열정과 자신감을 느낄 수 있었다. 자신의 경험을 자랑스럽게 남과 나누는 모습이 멋있었고 존경스러웠다. 필자는 과학이나 공학 분야에 대한 연구를 진행해 나가고 싶다는 꿈을 가지고 있는데, 윤 연구원을 보며 필자가 앞으로 진행할 연구에 대해 자신감을 가지고 남과 나눌 수 있는 사람이 되고 싶다는 생각을 했다.

▲ 핸즈온캠퍼스의 GBC 로봇

윤성준 연구원이 만든 두 로봇을 살펴보고 난 후에, 학생들은 ‘Bio Lab’이라 불리는 곳으로 향했다. 로봇만큼이나 생명과학에도 흥미를 가지고 있는 필자에게 이곳은 특히 기대가 되는 곳이었다. 기대만큼이나 Bio Lab의 로봇은 매우 인상적이었다. Bio Lab에서는 BMI(Brain-Machine Interface), 즉 뇌-기계 인터페이스를 통해 로봇을 직접 뇌파를 이용해 조종해 볼 수 있었다. 머리띠처럼 생긴 뇌파 측정기를 머리에 쓰고 측정기를 컴퓨터와 연결하니 필자의 뇌에서 어떤 파장의 뇌파가 어느 정도의 세기로 나오고 있는지 컴퓨터 화면에 표시되었다. 컴퓨터는 로봇과 연결되어 있었고, 필자의 뇌에서 발생하는 뇌파의 세기에 따라 로봇의 움직임이 바뀌었다.

이곳에서는 로봇을 조종하는 데에 α(알파)파와 β(베타)파를 사용하고 있었다. α파는 사람이 안정되어 있을 때 주로 발생하는 뇌파이며, β파는 사람이 무언가에 집중하고 있거나 긴장하고 있을 때 많이 발생하는 뇌파이다. 이곳의 로봇은 측정기를 머리에 쓴 사람의 뇌에서 β파가 많이 발생할수록, 그리고 α파가 적게 발생할수록 빠르게 움직였다. 필자가 직접 로봇을 조종해본 결과 실제로 필자가 어떤 생각을 하는지에 따라 로봇의 움직임이 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 아무런 생각도 하지 않고 있을 때는 로봇이 움직이지 않았고, 무언가를 머릿속에 떠올리면 로봇이 빠르게 움직였다. 이렇게 몸은 전혀 움직이지 않고 생각만으로 로봇을 조종하는 것은 정말 신기한 경험이었다.

사실 필자는 이러한 BMI 기술에 대해 들어본 적이 있어서 생각만으로 로봇을 조종하는 것이 가능하다는 것은 알고 있었다. 하지만 이를 실제로 경험해 보니 정말 놀라웠다. 베르나르 베르베르의 소설 <뇌>에는 교통사고를 당해 전신이 마비되었지만 뇌와 컴퓨터를 연결해 로봇과 컴퓨터를 자유자재로 움직이는 등장인물이 나온다. 필자는 이러한 일이 BMI 기술을 통해 현실에서도 일어날 수 있겠다는 생각을 했다.

물론 핸즈온캠퍼스에서 본 BMI 로봇은 BMI 기술이 적용된 로봇의 가장 간단한 형태에 지나지 않는다. 단순히 특정 파장의 뇌파의 세기 변화에 따라 로봇의 바퀴 모터 파워를 제어하는 것이기 때문이다. 사람이 특정 행동을 하거나 특정 생각을 할 때 발생하는 뇌파의 파형을 분석하고, 이와 유사한 파형의 뇌파를 인식하면 로봇이 정해진 동작을 하는 식의 좀 더 복잡한 형태로 BMI 기술이 응용될 수 있을 것이라는 생각이 들었다. 이곳에 다녀온 후 필자가 BMI 기술에 대해서 좀 더 조사해본 결과 이 같은 연구가 실제로 이루어지고 있다는 것을 알 수 있었다. BMI 기술을 가지고 할 수 있는 일이 정말 무궁무진하게 다양할 것이라는 생각이 들었다. 관련 분야를 좀 더 공부해보고, 연구를 해보고 싶기도 했다.

▲ 뇌파로 로봇을 조종하고 있는 NEXT 부원들

Bio Lab 방문 후에는 학생들이 직접 로봇을 설계하고 만들어 볼 수 있는 시간이 이어졌다. 학생들에게 주어진 과제는 ‘바람의 힘으로 가는 로봇 만들기’였다. 학생들은 주어진 15분의 시간동안 모터 없이 풍선이 공기를 내보낼 때의 힘만을 동력으로 사용하는 로봇을 만들고, 로봇이 간 거리로 간단한 시합을 하는 시간을 가졌다. 15분이라는 짧은 시간동안, 모터를 사용하지 않는 낯선 방식으로 로봇을 설계하고 제작까지 하려다 보니 마음만 앞서고 생각처럼 로봇이 잘 만들어지지 않았다. 15분 동안의 시간동안 겨우 작은 로봇 하나를 만들었지만 혼자서 풍선에 바람을 넣고 로봇을 앞으로 가게 해보았더니 거의 가지 않았다. 선생님과 친구들에게는 좀 더 나은 로봇을 보여주고 싶었고, 선배들이 만든 로봇이 먼 거리를 가는 것을 보니 마음만 급해졌다.

결국 정해진 시간인 15분보다 시간을 좀 더 끈 후에 필자가 만든 로봇을 시합에 내보내게 되었지만 로봇은 한 뼘 정도의 거리만 앞으로 갈 뿐이었다. 내심 아쉽기도 했다. 그래도 로봇이 조금이라도 앞으로 가 진심으로 뿌듯했다. ‘시도했으니까 이 정도라도 앞으로 간 것’이라는 선생님의 말씀이 들려왔다. 그동안 필자가 너무 실수하지 않고 잘 하는 모습만을 다른 사람들에게 보여주려 한 것이 아닌가 하는 생각이 들었다. 남의 눈치를 보지 않고 마음껏 시도하고 실패하면서 더 성장할 수 있겠다는 생각도 들었다. 풍선 로봇 만들기는 필자에게 새로운 것에 도전하는 법, 겁내지 않고 실패하는 법을 가르쳐 준 정말 의미 있는 체험이었다.

▲ 풍선의 힘으로 가는 로봇

핸즈온캠퍼스에서의 마지막 활동은 핸즈온캠퍼스의 강현웅 대표님의 강연을 듣는 것이었다. 강현웅 대표님은 학생들이 앞으로 우리나라를 이끌어 갈 과학자와 공학자로서 가져야 할 자세들에 대해 말씀해 주셨다. 대표님은 먼저 주변을 ‘관찰’해야 한다고 하셨다. 자신 주변의 세계가 어떻게 흘러가고 있는지, 그 세계에는 어떤 문제들이 발생하고 있는지 끊임없이 관찰해야만 세계를 더 좋은 곳으로 만드는 과학자, 공학자가 될 수 있다고 하셨다. 주변을 관찰한 다음, 우리가 해야 하는 일은 ‘상상’이었다. 세계에 존재하는 문제를 해결하기 위해 우리는 정해진 답만을 찾으려 하지 않고 새롭고 창의적인 상상을 해야 한다고 하셨다. 마지막으로 우리는 ‘탐험’을 해야 했다. 관찰과 상상을 통해 찾아낸 길이 지금까지 아무도 가지 않은 길이더라도, 우리는 탐험가의 정신으로 도전해야 한다고 하셨다.

필자는 이 강연을 들으며 자동차 회사 테슬라의 CEO인 앨론 머스크를 떠올렸다. 앨론 머스크가 세계를 관찰하며 환경오염이라는 문제를 찾아내고 그 문제로부터 인류를 구하기 위해 화성 이주, 전기 자동차라는 새로운 방법들을 상상해낸 후 아무도 가지 않았던 길을 탐험하며 자신이 상상한 방법들을 실제로 구현해나가는 과정이 강현웅 대표님이 말씀해주신 우리가 가져야 할 자세와 닮아 있었기 때문이다. 강현웅 대표님의 강연을 들으며 필자도 앨론 머스크처럼 관찰하고, 상상하고, 탐험하는 사람이 되겠다고 다짐하였다.

▲ 강현웅 대표님과 NEXT 부원들

핸즈온캠퍼스의 시간은 필자와 동아리 부원들에게 많은 것을 느끼게 해준 의미 있는 시간들이었다. 필자는 1년 동안 과학고 생활을 하면서 과학자나 공학자의 여러 진로에 대해 고민하고 생각해 왔다. 핸즈온캠퍼스에서의 시간은 필자에게 더 넓은, 더 다양한 과학과 공학의 모습을 보여주었다. 또한 앞으로 여러 학문을 공부하고 연구하며 가져야 할 다양한 자세에 대해 가르쳐 주었다. 핸즈온캠퍼스에서의 경험은 필자와 동아리 부원들이 훌륭한 과학자와 공학자로 성장하는 데 소중한 밑거름이 될 것이다. ▒ 유신혁ㆍ경기북과학고 1학년