▲이태리공대(IIT)가 상호소통을 위해 만든 상호소통용 휴머노이드로봇 아이컵(iCub)이 세계최초로 자폐증 어린이 치료에 사용된다. (사진=IIT)

이태리공과대(Istituto Italiano di Tecnologia·IIT) 연구원들이 개발·제작한 휴머노이드 로봇 아이컵(iCub)이 자폐증 스펙트럼 상태(ASC)(자폐증 스펙트럼 장애·ASD) 질환 어린이 실험치료에 사용된다고 ‘뉴스메디컬’이 보도했다.

제노바의 신경발달 질환 치료 전문 의료센터인 ‘보지아노 피코 센터(Boggiano Pico Center)-오페라 돈 오리온 재활팀'은 IIT 아그니에스즈카 와이코우스카(Agnieszka Wykowska) 연구원의 ‘인간-로봇 상호 작용에 대한 사회적 인식팀'과 함께 이 실험계획안(프로토콜)을 정의하고 실험에 들어간다. 초기 치료 단계에는 50명의 어린이들이 참여하며, 내년 6월까지 이어진다.

ASD는 유년기에 시작돼 청소년기와 성인기까지 지속된다. 세계 인구의 약 1%가 겪고 있다. 세계보건기구(WHO)는 전 세계 어린이 160명 중 1명이 ASD를 가지고 있다고 추정한다. 알려진 치료법은 없지만, 구체적인 행동 치료는 사람들의 삶의 질에 긍정적인 영향을 미치면서 ASD환자의 의사소통과 사회 행동의 어려움을 줄일 수 있다.

IIT와 오페라 돈 오리온의 실험훈련 계획안은 가장 앞선 기술과 연구를 결합해 임상차원에서 ASD어린이와 가족에게 서비스하자는 아이디어로부터 탄생했다.

이 프로토콜은 ASD를 이해하고 치료하기 위한 다원적 접근법을 반영한다. ASD 어린이의 치료 과정에 휴머노이드 로봇 ‘아이컵’을 사용하기 위해 임상의와 연구자들이 협력했다.

◆로봇은 인간의 간소화된 버전이어서 ASD환자에게 덜 위압적

IIT 아그니에스즈타 와이코우스카 연구원 팀은 일부 ASD 어린이들에게는 아이컵같은 휴머노이드 로봇이 다른 인간들보다 상호작용하기 더 쉬운 상대일 수 있다는 가설을 세웠다. 이는 로봇이 인간의 ‘간소화된’ 버전이며, 행동에 표시되는 신호량 측면에서 덜 위압적일 수 있기 때문일 수 있다. 또한 로봇은 행동에서 훨씬 더 예측 가능하고 틀에 박힌 방식을 보여줄 수 있는데 이는 ASD 진단을 받은 어린이들에게 매우 중요한 특징이다.

IIT의 인간-로봇 상호작용 팀의 사회인식 조정자인 아그니에스즈카 와이코우스카는 “로봇은 정확히 동일한 방식으로 여러 번 같은 행동을 반복할 수 있다”며 “사람은 이렇게 하기 어렵다”고 말했다.

그는 “보지아노 피코 센터에서의 우리 활동은 임상적 차원에서 로봇같은 새롭고 다원적인 기술 사용의 중요성을 강조한다”고 덧붙였다. 아이컵 로봇은 아이들이 다른 사람들의 관점을 이해하는 관점을 갖는 능력을 개발할 수 있게 돕게 된다.

사실 ASD 환자들은 그들 앞에 있는 사람들의 공간적 관점을 이해하는 데 어려움을 겪을 수 있다.

이번 교육에는 와이코우스카 팀이 설계하고 IIT의 기계 워크샵이 구성한 특수 테이블로 구성된 설정이 포함된다. 이 테이블에는 로봇과 어린이가 물체를 조작하는 동안 상호 작용할 수 있도록 도와줄 도구가 장착돼 있다.

◆아이컵이 합류한 교육과정은 어떻게 ASD환자 치료에 도움주나?

테이블에는 물체 교환용 이동식 트레이, 안전한 상호작용을 보장하는 ‘투명 창’, 그리고 각 면이 다른 모양과 색상으로 된 정육면체(큐브) 거품(foam)이 포함돼 있다.

와이코우스카 팀의 IIT 연구원인 다비드 길리노(Davide Ghiglino)는 “아이컵 로봇은 훈련하는 동안 어린이와 큐브 거품을 교환하고 그 면 중 하나를 관찰한다. 그리고 나서 치료사는 어린이에게 로봇이 큐브 표면의 어떤 이미지나 색깔을 보고 있는지 물어본다”고 설명했다.

보지아노 피코 센터 심리학자인 페데리카 플로리스 박사는 “나는 구체적인 용어로 나 자신과 다른 사람에 대한 사물의 위치를 완벽하게 설명할 수 있다. ASD 환자에게 이 능력은 그리 즉각적으로 나타나지 않을 수도 있다. 자신과 다른 관점의 공간정보 처리 능력을 확보하면 누군가의 감정지식, 이의 통제, 타인의 감정인식, 관계관리 등 공감 분야와 관련된 능력을 개발하는 데 도움이 된다”고 말했다.

▲보지아노 피코 센터 심리학자인 페데리카 플로리스 박사가 상호소통용으로 만들어진 아이컵로봇과 커뮤니케이션을 통한 활동 모습을 보여주고 있다. (사진=IIT)

보지아노 피코 센터는 다양한 신경발달 질환을 가진 약 200명의 어린이와 청소년을 추적하고 있으며, 그 중 80명은 ASD 진단을 받았다. 이 훈련은 ASD질환이 명백한 50명의 어린이들이 어린시절 다른 신경발달 조건이 없는 독특한 방식으로 ASD에 관련됐다는 것을 내다본다.

아이컵 로봇은 각 교육 세션에서 치료사를 지원하고 어린이 별 수준에 맞게 교육에 참여한다. 로봇 치료는 국가 재활 지침에 따라 운동, 사회 관계 및 의사소통 능력에 대한 다른 개입을 포함하는 치료법에 통합된다.

보지아노 피코 센터의 소아 신경정신과 의사인 티치아나 프리올로 박사는 “이 훈련의 목표는 자폐증에 대해 권장되는 기존 재활 모델과 사회적 능력을 갖도록 하기 위한 보다 구체적 개입방법을 통합함으로써 새로운 치료 프로토콜의 효과를 검증하고자 하는 것”이라고 말했다. 그녀는 이를 통해 “장기적으로 아동과 청소년을 돌보는 다학제 팀을 지원하는 새로운 도구를 얻을 수 있을 것으로 전망된다”고 기대감을 밝혔다.

프리올로 박사는 “우리는 로봇과 인공지능(AI)이 자폐증 어린이들의 삶의 질을 향상시키고 새로운 능력을 습득하는 추가적인 도구가 될 수 있을지 답을 내놓고 싶다”고 말했다. 그녀는 “향후 목표는 자폐증 아동들이 특정한 능력을 향상시키도록 도울 수 있는 다양한 훈련 프로토콜을 개발하는 것”이라고 밝혔다.