▲ 경청 커뮤니케이션 로봇

일본 간사이대(関西大) 세지마 요시히로(瀬島吉裕) 교수팀이 사람과의 커뮤니케이션 또는 대화시 음성 또는 행동으로부터 ’대화의 열량‘을 추정하는 모델을 개발하고, 이를 '경청 커뮤니케이션 로봇'에 구현했다고 24일 밝혔다.

이 로봇은 실제 공간에서 발화(發話)와 행동을 가상의 온도 정보로 변환하고, 대화의 열량을 추정해 경청 태도의 수준을 파악하고 제어한다. 이 로봇은 지난 22일부터 일본과학미래관 상설 전시관에 도입됐다.

연구팀에 따르면 최근 치매와 사회적 고립의 심화 등으로 노령층을 중심으로 의사소통 문제가 심각해지고 있다. 이를 해소하기 위해 소셜 로봇이나 커뮤니케이션 로봇의 도입 및 활용 필요성이 높아지고 있다. 특히 일상적인 대화를 유도하는 등 로봇과 인간 간 상호작용 및 관계 구축 필요성이 높아지고 있다. 이를 위해선 대화를 만드는 언어 기능뿐 아니라 감정을 풍부하게 해주는 비언어 기능도 요구된다.

언어 기능은 챗GPT와 같은 대규모 언어 모델을 활용하면서 보다 인간다운 대화가 가능해졌다. 하지만 비언어 기능에 대해선 아직 연구가 불충분하다. 이 때문에, 대화에서 흥미나 발화를 유발하고 인간다운 행동을 생성 및 표현하는 등 비언어 기술과 AI 기술이 요구되고 있다.

간사이대 연구팀은 인간의 흥미를 유추하기 위해 사람 안구 내부의 동공에 주목했다. 연구팀은 화자의 동공은 감정의 강도에 따라 확대된다는 것을 밝혀냈다. 또한 화자의 동공 반응을 흉내낼 수 있는 동공 반응 로봇 ’퓨필로이드(Pupiloid)’를 개발했다. 이 로봇을 이용해 대화의 만족도를 높이기 위해선 말투나 대화 리듬, 분위기 상승과 같은 화자의 기대를 반영해 행동을 설계할 필요가 있다.

간사이대 연구팀은 대화시 음성 입력이나 행동으로 대화 열량을 추정하는 모델을 개발했다. 이 추정 모델은 인간이 공통적인 감각으로 이해하기 쉬운 '온도'에 주목했다. 예를 들면, '열렬하게 논의한다', '열심히 듣는다', '열기로 가득하다' 등 비유에서 알수 있는 것 처럼 사람은 공통적인 온도 감각으로 다른 사람의 감정 상태나 장소의 특성을 파악한다.

▲ 가상적인 온도공간

연구팀은 실공간에서 음성이나 고개를 끄덕이는 동작을 온도 정보로 변환하는 방식을 활용했다. 특히 발화(發話) 또는 고개를 끄덕이는 행동을 수행하면 열이 만들어지면서 공간(場)과 온도차가 발생하고 열량이 이 공간으로 이동한다는 점을 확인했다. 이렇게 유입된 열량을 공간의 온도로 변환해 대화의 열량을 추정할 수 있다는 설명이다.

▲ 대화의 열량에 기반한 경청 태도의 설계 이미지

연구팀은 추정 모델을 눈동자만으로 커뮤니케이션할 수 있는 로봇인 ‘퓨필로이드’에 적용했다. 대화의 열량이 높지 않은 상태에선 로봇은 시선을 돌리는 등의 태도를 생성하지만, 대화의 열량이 높을 때는 사람과 눈맞춤(eye contact)을 하면서 적극적인 경청 자세를 취한다. 특히 음성 입력 리듬을 해석해 고개를 끄덕이는 동작이나 맞장구를 생성할 뿐만 아니라 동공을 1.5배 정도로 확대해 마치 대화에 흥미가 있는 듯한 경청 태도를 생성한다. 이 적극적인 경청 태도에 의해 화자는 무심코 말을 계속하게 되고, 대화에 끌리는 듯한 느낌을 얻을 수 있다.

연구팀에 따르면 이 로봇은 치매나 고독화를 예방하는 차원에서 고령자뿐만 아니라 독거노인이 지역 커뮤니티로 연결되는 구조로서 발화 행위를 촉진할 수 있을 것으로 기대된다.