지난 15일부터 17일까지 휴머노이드 로봇계 최대의 국제학회인 ‘휴머노이드 2016 (Humanoids2016)’이 멕시코 칸쿤에서 사흘 간의 일정으로 개최됐다. 이번 컨퍼런스는 지난해 우리나라에서 열린 '휴머노이드 2015'에 이어 두번째로 열리는 행사로, IEEE RAS 주최로 열렸다. 휴머노이드 로봇에 대한 개발 열기가 확산되면서 국내외에서 이번 행사에 대한 관심이 높았다. 로봇신문은 현지에서 이번 행사를 참관한 걸스로봇의 이세리 펠로우의 참관기를 싣는다. 워크숍 참석기를 시작으로 행사 이모저모와 참여학자들을 소개한다.(편집자)

필자는 이공계 여학생들을 위한 소셜벤처 '걸스로봇'의 인재양성 프로그램 1기 펠로우로 선발돼, 해외학회를 탐방할 기회를 얻었다. 첫날인 15일은 워크숍과 튜토리얼이 진행됐다. 필자는 그 중 ‘우리가 베이맥스를 만들 수 있을까? 두 번째 워크숍: 센서, 피부, 에어백을 활용해 하드 로봇을 부드럽게 만들기(이하, 베이맥스 워크숍. 원제는 Can we build Baymax? Part 2. Making Hard Robots Soft: Sensors, Skin, and Airbags)’ 행사에 참석했다. 주요 내용을 소개한다.

▲ 디즈니 애니메이션 '빅 히어로'의 로봇 '베이맥스'

베이맥스는 디즈니 사의 애니메이션 '빅 히어로'의 캐릭터다. 사람처럼 두 발로 걷고 풍선처럼 부푼 부드러운 몸으로 감싸 안아주며 교감하는 로봇 친구로 묘사됐다. ‘소프트 휴머노이드’인 베이맥스는 개인의 건강을 맞춤형으로 보살피는 의료/복지/보건 분야 로봇. 베이맥스 워크숍에서는 디즈니가 애니메이션을 통해 상상한 헬스케어용 소프트 로봇을 실용화하기 위한 구체적인 방안들을 논의하고 있다.

이번 워크숍은 지난해 한국에서 개최됐던 ‘휴머노이드(Humanoids) 2015’에 이어 두 번째로 기획됐다. 지난해 첫 워크숍에서는 하드 로봇에 집중된 연구들을 소프트 로봇에 적용할 수 있는지를 다양한 분야에서 광범위하게 다뤘다. 사람과 로봇의 안전한 교감, 관절(joint)과 림(limb)의 토크 제어, 컴플라이언트 조인트 메커니즘, 부풀어 오르는 몸체, 부드러운 피부 센서, 근육 액추에이터 등이 주제였다.

▲ 워크숍 현장

▲ 워크숍에서 주요 발표자들이 기술 현황에 대해 소개하고 있다.

올해는 분야를 좁혀 피부 센서와 에어백 두 가지에 초점을 맞췄다. 공식적인 주제는 내외 수용 센서, 부풀어 오르는 피부와 에어백, 사람과 로봇의 물리적 교감을 위한 부드러운 메커니즘, 사람에게 친근한 디자인과 시스템, 로봇의 자가 수리 및 치유 기술의 다섯 가지였다.

베이맥스의 실제 모델이며 워크숍 오거나이저인 크리스 앳킨슨(Christopher Atkeson) 미국 카네기멜론대 교수는 “지금까지의 휴머노이드 로봇은 사람과 전혀 다르게 디자인돼 사람과 전혀 다른 방식으로 반응해 왔다”고 지적했다. 그는 사람처럼 온몸으로 환경에 반응하는 피부 센서의 필요성을 강조하며, ‘전신 비전(whole-body vision)’이라는 컨셉트를 제안했다.

고든 챙(Gordon Cheng) 독일 뮌헨공대 교수는 “육각형 모양의 센서들이 벌집 형대로 연결된 촉각센서를 개발하고, 각 센서가 자율적으로 위치를 파악해 스스로 캘리브레이팅하는 알고리즘을 적용했다.”는 연구결과를 공개해 참석자들의 관심을 모았다.

에어백에 대한 논의 역시 다양하게 이뤄졌다. 슈지 카지타(Shuuji Kajita) 일본 AIST 연구원은 “넘어지지 않는 로봇은 없고, 이를 극복하지 못하는 로봇에게 미래는 없다”고 단언하며, HRP2-Kai를 보호하기 위한 에어조끼 개발과정을 공개했다.

또한 이탈리아 IIT의 이진오 박사는 손바닥에 결합해 작동하는 작은 반구 형태의 에어백을 소개했다. 추후에는 손 외에 다른 부분에도 부착할 예정이라고. 디즈니의 김주형 연구원은 “성인 남성 사이즈가 아니라, 애니메이션에 등장하는 캐릭터들 크기로 아이들을 안아줄 수 있는 ‘허거블 로봇’을 만들고 있다”고 소개했다. 김 연구원은 에어 튜브 형태의 힘 센서를 이용해 적절한 힘으로 안아줄 수 있는 단계까지는 개발했지만, 인형과 유사한 촉감과 재질로 만들어진 친근한 외형을 구성하는 데에는 어려움을 겪고 있다고 토로했다.

필자는 로봇축구단을 통해 미니어처 사이즈의 휴머노이드 로봇을 접했다. 장난감 같은 귀여운 모양과 부담 없는 크기로 만들어졌지만, 재질이 딱딱한 하드 로봇이다. 아무리 작고 귀여워도 사고가 일어나면 사람이 다칠 수 있다. 하드 로봇의 크기가 커지고, 로봇에 더 강한 동력이 공급되면, 알고리즘이 엉키거나 충돌이 발생했을 때 사람이 다칠 위험성은 더욱 커진다. 로봇이 사람의 동반자 역할을 하기 위해선 반드시 고민해야 하는 지점이다.

이를 해결하기 위한 하나의 대안으로서, 소프트 로봇이라는 컨셉트가 로봇계에 등장한지 이제 10년 정도가 됐다. 하드 로봇과 소프트 로봇을 거칠게 구분하자면, 우선 재료 면에서 극명한 차이가 난다. 하드 로봇의 딱딱한 재질은 쉽게 망가지거나 상하지 않는다. 반면 소프트 로봇의 부드러운 재질은 변형이 쉽고 햇빛에 취약하며 잘 손상되고 더러워진다. 피부 센서의 경우 에너지 사용과 데이터 처리의 한계 역시 존재한다.

하지만 “로봇은 어떤 경우에도 사람을 해치지 않아야 한다”는 최초의 원칙을 생각한다면, 교육이나 의료와 같이 사람과 밀접한 분야에 활용되는 로봇은 궁극적으로 소프트 로봇의 형태여야 할 것이다. 이번 베이맥스 워크숍은 애니메이션의 따뜻한 상상을 현실화하기 위한 공학자들의 실제 노력을 엿볼 수 있는 자리였다.