[와우! 과학] 로봇, 사람의 촉각을 얻는 데 한 걸음 더 다가서다

로봇이 기술의 발전으로 사람의 촉각을 얻는 데 한 걸음 더 다가서게 됐다. 지금까지 로봇은 이런 능력을 얻을 수 없다고 여겨졌지만, 점차 사람과 친밀한 관계가 되고 있어 앞으로 여러 분야에서 이 기술을 필요로 할 것으로 보인다.

CNN에 따르면, 독일 뮌헨공과대(TUM) 연구진은 최근 로봇이 물리적(신체적) 접촉을 사람처럼 느끼고 반응할 수 있게 해주는 인공 피부를 개발했다.

이들 연구자는 인공 피부 개발에 앞서 사람 피부를 연구했다. 사람은 각자 피부에 약 500만 개의 피부 수용기를 갖고 있다. 이런 수용기는 피부 표면에서 일어나는 일을 감지해 뇌로 신호를 보내지만, 뇌는 각 수용기에서 전달되는 정보를 동시에 처리할 수 없어 신경계가 새로운 감각을 우선 인식하게 한다.

연구진은 바로 이런 구조적 원리를 모방해 사람 크기의 자율로봇(H-1)의 어깨부터 발끝까지에 온도와 가속도, 대상의 근접 그리고 압력 등을 감지하는 센서 1만3000여개를 장착했다. 인공 피부 연구 개발을 주도한 고든 쳉 TUM 교수는 “현재 로봇은 촉각 능력이 없다”면서 “이런 요소는 사람에게 기본적 감각이지만, 사람과의 상호작용을 매우 안전하게 만들 것”이라고 설명했다.

국제로봇협회(IFR) 조사보고서에 따르면, 2017년 세계 산업현장에서 직원 1만명당 산업용 로봇은 약 85대가 사용되고 있으며 이런 보급 수준은 오는 2021년까지 매년 14%씩 늘어날 것으로 예측됐다.

이렇듯 사람은 점차 로봇과 마주할 가능성이 커지고 있지만, 이와 관련한 안전 문제가 새롭게 제기되고 있다. 왜냐하면 로봇은 사람에게 치명상을 입힐 수 있을 만큼 힘이 강해서 운용 측면에서 로봇이 주변 환경을 인식해 부딪히지 않도록 해야 하기 때문이다.

이에 대해 이탈리아 기술원(IIT)의 로봇 전문가 키아라 바르톨로치 박사는 “촉각 능력은 보이지 않는 장애물과의 접촉을 감지해 사물과 사람 그리고 로봇 자체에 해를 가하지 않고 작업을 수행하기 위해 정확한 힘을 가할 수 있도록 함으로써 로봇을 안전하게 운용할 수 있게 한다”고 설명했다.

현재 TUM 연구진은 인공 피부의 센서 크기를 지금보다 소형화하고 대량으로 생산하는 방법을 연구하고 있다.

하지만 일부 과학자는 대량 생산 가능성에 대해 부정적인 견해를 보인다. 영국 임피리얼칼리지런던(ICL)의 에티엔 버뎃 교수는 센서 한 개에 들어가는 높은 비용과 파손되기 쉬운 취약성 때문에 대량 생산은 쉽지 않을 것이라고 지적했다.

과학자들은 지난 몇 년간 로봇과 사람 모두를 위해 로봇이 촉각 능력을 갖도록 기술 개발을 위해 힘써 왔다. 지난해 11월에는 미국 노스웨스턴대 연구진이 무선 방식으로 배터리를 장착할 필요가 없는 ‘스마트 피부’를 개발했다고 밝힌 바 있다.

쳉 교수도 이번 연구를 통해 로봇이 촉각을 갖는 것을 방해해온 여러 과제 중 한 가지를 극복했다. 지금까지 대다수 연구에서는 컴퓨터의 방대한 계산 능력에 의지해 모든 인공 피부 센서에서 나오는 신호를 처리했지만, 이번 연구에서는 개별 센서가 활성화할 때만 신호를 보내기 때문이다.

이는 시스템이 대량의 데이터에 의해 과부하가 걸리지 않고 사람의 신경계처럼 작용할 수 있다는 것을 의미한다. 로봇은 이런 특징을 갖춤으로써 주위 상황을 더욱더 민감하게 파악해 사람과의 상호작용에서 발생할 수 있는 사고를 예측하고 피하는 능력을 얻을 수 있다는 것이다.

이에 대해 미 로봇산업협회(RIA)의 밥 도일 부협회장은 "이런 기술 덕분에 로봇은 사람과 훨씬 더 가까운 거리에서 일할 수 있다. 노약자나 환자의 거동을 돕거나 집안일을 도울 수도 있다”고 말했다.

사진=TUM

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr