[2022 로봇 이슈]③ 올해 주목받은 휴머노이드 로봇들

2022년은 휴머노이드(인간형) 로봇들이 인간 사회에 훨씬 더 가까이 다가온다는 신호탄을 쏘아올린 한해로 기억될 것 같다. 샤오미와 테슬라가 지난 8월과 9월에 각각 사이버원과 옵티머스라는 휴머노이드 로봇을 내놓은 것이 바로 그것이다. 인간의 외모를 닮은 2족 보행 로봇이 로봇 전문업체나 연구소가 아닌 세계적 규모의 비 전문 로봇 업체에서 나왔다는 점은 이목을 끌기에 충분했다. 이들의 가세는 현실과 다소 멀게만 느껴졌던 휴머노이드 로봇이 더가까와졌고, 양산 임박과 보편적 사용 시대가 가까이 다가왔음을 암시하는 것이기도 하다. 물론 이들에 앞서 이미 나온 바퀴형 휴머노이드 로봇들도 더 향상된 기능으로 주목받았다. 전문업체들은 자사의 휴머노이드 로봇 성능을 향상시켜 훨씬더 리얼하게 인간처럼 표정짓고, 대화하고, 그림을 그려내게 하면서 조명을 한몸에 받았다. 소피아, 아메카, 에이다 등이 그들이다. 휴머노이드 로봇들이 인공지능(AI) 및 클라우드와 결합하고 진화를 거듭해 날로 인간을 닮아가는 존재로 거듭나기 시작했다. 이전보다 훨씬더 정교해진 인간같은 외모와 표정에 인간과 고도의 대화까지 나눌 정도로 지능이 높아지면서 더 다양하고 많은 분야에서 인간을 대신해 작업을 수행할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 이처럼 기존 휴머노이드 로봇에 대한 기대감이 높아지면서 향후 시장도 더욱 뜨겁게 달아오르리란 전망이 나오고 있다. 최근의 분위기를 반영하듯 각 시장조사기관은 2021년부터 2026년, 길게는 2028년까지 연평균 23~49%대의 높은 성장세를 점치고 있다. 한해를 보내며 올해 가장 뜨거운 뉴스 중 하나였던 휴머노이드 로봇에 대해 정리해 봤다. 향후 시장 성장 전망, 휴머노이드 로봇의 역사, 올해 가장 주목을 끈 로봇들의 면면을 3회에 걸쳐 정리해 본다.

①[2022 로봇 이슈] 2028년까지 연평균 40% 안팎 성장 예고

②[2022 로봇 이슈] 휴머노이드 로봇 이렇게 발전해 왔다

③[2022 로봇 이슈] 올해 주목받은 휴머노이드 로봇들

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하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 단순 반복적 작업을 하는 로봇이 인간형 모습을 띠면서 로봇은 새로운 국면을 맞게 됐다. 단순한 로봇 하드웨어에 인공지능(AI)아 가미되면서 로봇은 더욱더 풍부한 표정에 더욱 민첩하게 이동기능까지 갖추면서 인간을 보조하는 조수로서의 가능성을 제시하고 있다. 이는 인간을 단순화한 기존 휴머노이드 로봇들과도 또다른 차원으로 인간에게 다가오고 있다. 특히 테슬라의 옵티머스, 샤오미의 사이버원이 주목을 받았다. 두 회사 로봇의 공개를 계기로 로봇과 그 주변에 대한 궁금증을 알아봤다. 휴머노이드 로봇 제작 이유, 용도, 일자리 대체 문제를 짚어보고, 두 회사 로봇의 성능, 가격, 본격 보급 가능성과 시기를 함께 짚어봤다. 또한 아바타 로봇, 즉 재난 현장 등에 보내 VR장비와 고글을 쓰고 원격 조정할 수 있는 미국 플로리다 인간 기계 인지 연구소(IHMC)와 한국 서울대의 두 아바타 휴머노이드 로봇 나디아와 도깨비도 함께 소개한다.

휴머노이드 로봇 제작 이유·용도·일자리 대체 가능성

먼저 인간은 왜 사람과 닮은 형태에 신체 크기와 무게도 비슷한 휴머노이드 로봇을 만드는지알아보자.

일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 지난해 첫 AI 데이 행사에서 옵티머스의 휴머노이드 모양 뒤에 숨겨진 이유를 설명하면서 공장, 사무실, 가정 등이 모두 사람에 의해, 사람을 위해 설계된 것이라고 지적했다.

이는 사람과 다른 크기와 무게를 가진 로봇이 사람용 출입구를 통과하거나, 계단을 오르거나, 조정기에 도달하거나, 사람이 사용하도록 의도된 도구를 작동하는 데 어려움을 겪을 수 있다는 것을 의미한다. 휴머노이드 로봇은 기술발전에 따라 이런 문제를 더 정교하게 해결하면서 향후 더 광범위하게 보급 및 사용될 수 있을 것이다.

옵티머스가 실제 업무를 수행할 수 있을 정도로 견고하고 신뢰할 수 있는 것으로 입증되면 정부, 조직 및 기업도 이를 따를 것이다. 머스크는 옵티머스가 일상 업무의 부담을 덜어주기 위해 로봇 집사와 간병인 역할을 하는 것을 구상하고 있다.

옵티머스의 성공은 휴머노이드 로봇 보급을 염두에 둔 테슬라가 구상하는 계획의 첫걸음이 될 것이다. 휴머노이드 로봇이 일반인들의 집으로 들어올 준비가 되기 전에 해야 할 일이 꽤 많이 있다. 하지만 테슬라에겐 우선 자동차와 배터리 제조공장에 배치하기 위한 다목적 테슬라 휴머노이드 로봇을 만드는 것이 훨씬 더 쉬울 것이다. 그리고 그곳에 옵티머스의 첫 번째 버전이 사용될 것이다.

실제로 머스크는 수천 대의 테슬라 로봇이 테슬라 기가 팩토리에 채용될 것이라고 밝혔다. 그곳은 이 새로운 세대의 범용 로봇을 테스트하고 훈련하기에 완벽한 환경이다.

그는 수년에 걸쳐 개발이 더욱 정교해짐에 따라 옵티머스가 최종적으로 일반가정에 들어오게 될 것으로 보고 있다. 마치 1885년 발명된 세계최초의 자동차가 오늘날 대중화된 것과 같아질 것이란 그의 생각에 동의할 수밖에 없다.

그렇다면 옵티머스나 사이버원과 같은 휴머노이드 로봇이 내 일자리를 빼앗을까?

무엇보다도 휴머노이드 로봇이 과연 얼마나 정교하게 작용할지에 따라 달라질 것이다. 또 인간에 어느 직군에 종사하느냐에 따라 달라질 것이다. 옵티머스는 인간이 할 수 있는 일을 할 수 있도록 설계됐기 때문에, 일부 사람들은 이 로봇이 현재 자신들이 가진 직업을 대체할 것이라고 우려한다. 이것은 확실히 합리적인 우려이기도 하다.

그러나 일론 머스크는 이 생각을 일축한다. 그는 전 세계적으로 노동력이 부족하고 인구가 빠르게 감소하고 있다고 주장한다. 그 의견이 타당하다는 몇가지 징후가 있긴 하다. 하지만 모든 사람이 동의하는 것은 아니다.

머스크는 테슬라 봇이 위험하고 불쾌한 일을 처리해 사람들에게 창의적이고 영감을 주는 일을 탐색하거나 여가만으로 가득 찬 삶을 즐길 자유를 주는 유토피아적 미래를 가져다 줄 것으로 묘사한다.

언젠가 휴머노이드 로봇이 본격 도입되면 어떤 변화와 혁명이 진행될지 예단하긴 어렵다. 하지만 한가지는 분명하다. 그 과정에서 특히 제조분야의 미숙련 노동자들은 어떤 보상도 요구하지 않고 지치지도 않는 로봇과의 비교되고 경쟁하게 되면서 고통받을 수 있다는 점이다.

이는 거시적으로 볼 때 테슬라나 샤오미의 로봇 혁명 참여와 상관없이 다가올 현실이다. 이에 따른 문제점을 해결하기 위해 선구적 인사들은 이미 ‘로봇세’ 도입 문제 등을 제기하고 있기도 하다.

테슬라 옵티머스

테슬라가 지난 9월 30일 발표한 제조현장 작업자 역할을 할 휴머노이드 로봇인 ‘옵티머스(Optimus)’를 발표했다. 간단한 시연에서 이 로봇은 걷고, 몸을 움직이고, 무대에서 아주 간단한 춤을 췄다. (사진=테슬라)

테슬라는 지난 9월 30일 제조현장 작업자 역할을 할 휴머노이드 로봇인 ‘옵티머스(Optimus)’를 발표했다.

일론 머스크 테슬라 CEO는 공장에서 인간의 노동을 보충하고 먼 미래에 생계를 위해 육체적인 일을 해야 하는 부담으로부터 해방시킬 수 있는 로봇에 대해 얘기했다. 옵티머스 시제품이 로봇이 위험하고 반복적이며 지루한 작업을 제거하기 위한 작업에 사용될 것임을 암시했다.

일론 머스크와 테슬라측은 이날 로봇을 간단하게 시연하면서 걷고, 몸을 움직이고, 무대에서 아주 간단한 춤을 추는 모습을 보여주었다.

머스크는 테슬라의 AI 데이2 행사에서 작동하는 두가지 옵티머스 시제품 버전을 선보였다.

하나는 기성품 부품에 의존하고 다른 하나는 테슬라의 자체 액추에이터 설계를 사용하는 더 정교한 버전이다.

첫 번째 버전은 테슬라 봇 계획이 처음 공개된 2021년 AI 데이 행사 이후 약 6개월 만에 만들어졌다. 머스크는 이 시제품을 ‘범블 비(Bumble Cee)’라고 불렀는데, 이는 영화 트랜스포머 시리즈에 나오는 ‘범블비’ 로봇 이름을 약간 비튼 것이다. 테슬라의 로봇 이름인 ‘옵티머스’는 영화 트랜스포머의 ‘옵티머스 프라임’에서 따왔다.

이 로봇엔 사람 관절을 본뜬 28개의 액추에이터가 들어갔다. 각각의 강도는 그랜드 피아노를 들어올릴 정도다. 와이파이와 LTE 통신 장치, AI 칩, 자율주행차용 AI 기술이 들어갔다. 키 173cm, 무게 73kg이고 한손에 9kg씩 양손에 모두 18kg을 들어 옮긴다.

테슬라봇 원형 시제품을 보호하기 위해 조심스레 보여진 다른 유일한 실연 시범은 관객들을 향해 손을 흔들고 팔의 움직임과 엉덩이를 흔들며 짧게 춤추는 것이었다. 그것은 특히 범블 씨가 약 6개월 만에 만들어졌기 때문에 첫 등장 치곤 매우 인상적인 공연이었다.

다음으로 사전 녹화된 비디오에서 옵티머스의 모습이 공개됐다. 범블 씨가 선반에 있는 상자를 사람들이 있는 책상에 앉아 있는 사무실로 옮기고, 컴퓨터에 앉아 있는 사람 옆에 상자를 조심스럽게 내려 놓는 것을 보여주는 첫 번째 동영상이었다. 더 많은 동영상들은 심지어 이 최초의 옵티머스 시제품이 컴퓨터 비전(시각)으로 물체를 식별해 테슬라 공장에서 작은 금속 막대를 집어 들고, 사무실의 식물에 물을 주기위해 주전자를 들어올리는 모습을 보여주었다.

테슬라의 옵티머스가 줄에 연결된 채 사무실에 앉아서 일하는 사람들 옆으로 물품 상자를 나르고 있다. 가장 먼저 테슬라 공장에서 사용된 후 일반에게 보급될 것으로 보인다. (사진=테슬라)
테슬라의 옵티머스는 이처럼 공장에서 봉을 잡을 수도 있다. 가장 먼저 테슬라 공장에서 사용된 후 일반에게 보급될 것으로 보인다. 일론 머스크는 가격은 2만달러(약 2600만원) 미만이 될 것이며 일반 보급 시점까지 3~5년이 걸릴 것으로 봤다. (사진=테슬라)

최신 옵티머스 시제품 버전은 지난해 공유된 컨셉 아트와 다소 유사해 보인다. 진행 중인 작업에서 예상할 수 있듯이 여러 개의 조인트가 노출되어 있지만, 로봇에는 눈에 보이는 와이어와 움직이는 부품이 많지 않아 완성된 설계에서는 훨씬 더 나아질 것이라는 기대감을 갖게 한다.

테슬라가 설계한 액추에이터와 다른 맞춤형 부품을 사용해 업데이트된 이 옵티머스 시제품은 거의 모든 면에서 범블씨를 능가할 것이다. 부품이 특정 작업에 최적화되면 그 결과물은 더 작고 가벼우며 내구성이 뛰어나며 비용이 절감되고 효율성이 높아진다. 구성요소의 모든 측면을 이상적인 설계 변수에 더 정확하게 맞도록 조정할 수 있기 때문이다.

머스크는 언제 일반에 보급될지에 대한 질문에 3~5년 안에 옵티머스를 주문하고 받을 수 있게 될 것이라고 답했다. 이는 예상 출하일이 2027년 가을 혹은 그보다 이른 시기라는 것을 말해 준다. 하지만 이 날짜는 너무 멀어서 정확성은 떨어질 것으로 보인다. 그는 이미 테슬라 사이버트럭의 출시일자를 여러 차례 미루면서 출시일정에 관한 한 상당한 거짓말쟁이가 됐다.

가격과 관련 머스크는 옵티머스 가격을 2만 달러(약 2600만 원) 미만으로 추정했다. 그는 각종 인터뷰에서 테슬라 봇이 자동차보다 비용이 적게 드는 이유에 대해 테슬라 자동차 제조비와 비교했을 때 로봇은 훨씬 적은 비용으로 훨씬 적은 재료를 사용한다고 밝혔다. 반면 그 구성 요소 중 일부는 꽤 복잡하다고 설명했다. 즉, 툴링 및 제조 비용은 크기 차이만큼 크게 절감될 것이다.

검증되지 않은 기술에 무심코 2만 달러를 쓸 정도로 부유한 사람들은 사전 주문을 간절히 원할 수도 있다. 더 큰 규모의 주문은 특히 테슬라의 공장에서 산업용으로 사용될 가능성이 높아 보인다. 물론 이 휴머노이드 로봇을 가장 먼저 사용할 곳은 테슬라일 것이다. 테슬라는 기가 팩토리 생산을 가속화해야 하고 일반 보급을 위한 검증 테스트와 훈련을 받기에도 적합하다. 스페이스X도 마찬가지다. 일론 머스크 테슬라 CEO도 최근 트위터에 올린 답변을 통해 이를 확인했다. 따라서 가장 먼저 옵티머스를 도입할 곳은 당연히 테슬라의 캘리포니아주 프리몬트 기가팩토리가 될 것이다.

여기서 검증되면 구조화된 환경을 갖춘 다른 공장과 산업지역에 투입될 가능성이 가장 커 보인다. 실제 업무를 수행할 수 있을 정도로 견고하고 신뢰할 수 있는 것으로 입증되면 정부, 조직 및 기업도 이를 따를 것이다. 머스크는 옵티머스가 일상 업무의 부담을 덜어주기 위해 로봇 집사와 간병인 역할을 하는 것을 구상하고 있다.

물론 옵티머스 출시의 각 단계에서 법이 요구하는 안전 기준을 충족해야 한다. 테슬라는 이러한 경계를 강화하는 것으로 알려져 있지만, 따라서 옵티머스는 예상보다 더 빨리 일반 대중에게 이용될 수 있을 것이다.

옵티머스는 생체 모방 관절을 가진 휴머노이드 로봇이다. 여기에 들어가는 핵심부품, 기능 및 용량은 테슬라 SoC 프로세서가 사용된다. 와이파이 및 LTE 통신 기능을 갖췄다. 동력으로 2.3kWh, 52V 배터리를 사용하며 한번 충전시 배터리 수명은 4~23시간이다. 전력 요구량은 앉아있을 때 100W, 걸을 때 500W다. 모터로는 6가지 유형의 28개 구조 액추에이터를 탑재했다. 한손에 9kg씩 총 18kg의 물건을 들 수 있다. 사람의 평균 보행속도의 2배 정도인 시속 8km로 걷는다. 8대의 오토파일럿 카메라가 시각센서로, 하나 이상의 스피커가 오디오로 각각 사용된다. 이 모든 것을 제어하는 것은 테슬라 자동차에도 들어간 완전 자율주행 기술이다.

옵티머스 로봇의 손은 11 자유도를 가지고 있다. 즉, 11가지의 별개의 손 조작 방법을 가진다는 의미다. 또 각각의 손가락을 독립적으로 움직일 수도 있다.

샤오미의 사이버원

중국 샤오미가 지난 8월 11일 베이징에서 휴머노이드 로봇 ‘사이버원(Cyber One)’을 발표했다. 장갑모양의 손을 달고 있다. (사진=샤오미)

테슬라에 앞서 샤오미는 8월11일 베이징에서 두 발로 걷는 원형 로봇인 매끈해 보이는 사이버 원을 공개했다.

성능이 테슬라 옵티머스에 비해 다소 뒤지는 것으로 보이지만 나름 의미있는 시연회다.

샤오미는 사이버원이 3D 공간을 인식하고 사람, 제스처 및 표정을 인식할 수 있다고 말한다. 이 로봇은 AI로 구동되는 의미론적 인식 엔진과 음성 감정 인식 엔진을 가지고 있어 85가지의 주변 환경의 소리와 45가지의 인간 감정 분류를 인식할 수 있다는 것이다.

그러하 테슬라 옵티머스만큼 인상적이지는 못했다. 걷다가 넘어지는 짧은 시연 동영상으로 볼 때 무대를 가로질러 걷는 것 이상의 일을 할 수 없는 것으로 보인다.

그러나 사이버원은 샤오미와 같은 전문화되지 않은 회사가 휴머노이드 로봇을 어느 정도 개발할 수 있는지에 대해 잘 보여준다. 또한 비슷하게 생긴 2족보행 로봇에 무엇을 기대할 수 있는지에 대한 귀중한 맥락을 제공한다.

샤오미의 공식 발표 사양에 따르면 사이버원은 무게가 52kg, 키 177cm다. 테슬라 옵티머스보다 21kg 가볍고 키는 4cm정도 크다. 최고 시속은 3.6km이어서 옵티머스(8km/h)나 사람의 평균 보행 속도(4km)에 못미친다. 문등을 열고 닫을 수는 있지만 더 섬세한 움직임이 불가능해 보이는 장갑 모양의 손을 달고 있다.

샤오미는 사이버원이 최대 8m 거리에서 깊이 감지를 할 수 있는 일종의 내비게이션용 기계 비전 시스템을 가지고 있으며, 샤오미는 (아마도 얼굴 표정분석을 위한 일종의 AI시스템을 사용해) 인간의 감정을 ‘인식’할 수 있다고 주장한다. (전문가들은 이러한 종류의 감정 인식 AI는 본질적으로 과학적이지 않다고 말한다. MS같은 IT대기업은 이러한 이유로 감정인식 제공을 중단했다.)

사이버 원은 아주 말끔한 외관을 갖췄지만 최첨단 로봇이라는 점에서 보면 특별히 놀라운 기능을 제공하지 않는 것으로 보인다. 이동성 측면에서는 보스턴 다이내믹스의 2족 보행 로봇 아틀라스에 뒤지며 인식과 처리 측면에서는 그 특징이 그다지 두드러지지 않아 보인다. 만든이유가 궁금해질 정도다.

샤오미는 보도 자료에서 샤오미는 사이버원을 “기술 생태계를 육성하기 위한 샤오미의 헌신의 상징”이라고 설명하면서 이 로봇에 대한 작업은 “다른 분야에서 더 많은 활용 시나리오를 낳을 것”이라고 말했다. 즉 사이버원은 더 광범위한 연구개발(R&D) 노력을 위한 마케팅 도구이자 플랫폼이라는 얘기다. 샤오미는 조만간 (가정에 들일) 로봇 집사를 만들 것이라고 약속하지는 않았다. 대신 최근 다양한 동작이 종합적으로 이뤄져야 하는 드럼치는 모습을 공개했다.

반면 일론 머스크 테슬라 CEO는 로봇 집사를 만들겠다고 약속했다. 머스크는 지난해 향후 로봇의 모습대로 인간에게 스판덱스 정장을 입혀 휴머노이드 로봇 모습으로 변장시켜 공개했다. 이때 이 로봇이 “매장에 가서 다음 식료품을 가져다 줘” 같은 복잡한 인간의 명령을 따를 수 있을 것이라고 말했다. 그는 이후 그러한 주장을 반복했고, 최근 테슬라 옵티머스를 “반복적이고 지루하며 위험한 작업에서 사람을 대체할” “범용 휴머노이드 로봇”이라고 묘사했다.

사이버원은 아직까지는 꽤 불안정한 모습을 보이면서 걷고 넘어지는 모습까지 포착됐다. (물론 걷다가 넘어지는 드문 순간을 포착해 편집해 보여주는 것일 수도 있다. (사진=샤오미)
샤오미는 사이버원이 드럼을 치는 능력을 갖고 있음을 과시하기도 했다. (사진=샤오미)

사이버원의 사양은 키 177cm, 무게 52kg, 펼친 팔길이 168cm다. 한 손으로 최대 1.5kg의 무게를 지탱한다. 옵티머스의 9kg에는 못미친다.

사오미는 이 로봇이 45가지로 분류된 인간의 감정을 감지하고 85가지 환경에서 나는 소리를 인식한다. 이 능력은 이 로봇에 탑재된 AI 기반 상호작용 알고리즘 사용 덕분이다. 즉, 의미론적 인식 엔진(semantics recognition engine)과 ‘음성 감정 인식 엔진’ 덕분이다. 사이버원의 목표는 만나는 모든 사람과 친구가 되는 것이다. 이 로봇은 사용자가 슬퍼할 때 위로할 수도 있다고 한다.

샤오미는 발표 자료를 통해 “사이버원은 움직임의 자유도를 최대 21도까지 지원하고 각 자유도에 대해 초속 0.5m의 실시간 응답 속도를 달성했다”며 이는 “인간의 움직임을 완벽하게 시뮬레이션할 수 있다”고 말했다.

샤오미가 사이버 원으로 무엇을 할 계획인지는 완전히 명확하지 않다. 보도 자료에서, 그 회사는 로봇 공학이 ‘제조의 가장 가치있는 자산’이라고 말했고, 계속해서 이 모든 기술을 하나의 장치로 결합하는 것이 얼마나 복잡했는지 설명했다. 이는 오늘날 많은 로봇 공학 프로젝트와 마찬가지로 사이버 원이 대부분 기술공개(showcase)임을 보여준다.

하지만 샤오미는 사이버 원에 적용된 기술이 미래에 다른 샤오미 제품에 유입될 것이라고 말했다.

샤오미의 사이버원 휴머노이드 로봇도 상당 기간 우리의 집이나 기술전시회장 밖의 다른 곳에서는 쉽게 보기 힘들 것 같다.

미 플로리다 IHMC의 나디아

머리가 없는 검은색 휴머노이드 로봇 ‘나디아’의 유연성을 다양한 관점으로 보여준다. (사진=IHMC)

미국 플로리다 인간-기계 인지 연구소(IHMC)는 매우 복잡한 휴머노이드 로봇의 보행을 가르치는 곳으로 이족보행 로봇계에서 잘 알려져 있다.

IHMC는 2015년부터 미항공우주국(NASA)에 탑승한 발키리뿐만 아니라 보스턴 다이내믹스 아틀라스(DRC 버전)를 보유하고 있다.

이 연구소는 이러한 플랫폼이 신뢰할 수 있는 이동성과 조작성을 갖추도록 노력해 왔다.

지난 10월 6일 공개한 유튜브 동영상에 따르면 나디아 로봇은 벽돌들이 잔해처럼 흩어져 있는 바닥을 안정적으로 걸어다닐 수 있다. 이 로봇은 사람이 가상현실(VR) 장비를 착용하고 원격으로 조작하면 이를 그대로 할 수 있는 아바타 역할을 하는 로봇이다.

나디아 프로젝트는 계단, 사다리, 잔해 등이 놓여 있는 실내 환경에서 고도의 이동 능력과 균형 감각을 갖고 있는 지상 로봇을 개발하는 데 목표를 두고 있다. 소방, 재난 대응 및 폭발물 처리가 필요한 작업 상황에서 사람 대신, 또는 사람과 팀을 이뤄 유연하게 작업을 수행할 수 있는 능력을 갖추도록 하려는 것이다.

그러나 인간에 필적하는 힘, 속도, 유연성을 가진 휴머노이드에 관해서는 (어쨌든 연구자들이 이용할 수 있는) 좋은 대체 옵션이 많지 않았다. 이를 만들려는 노력의 결실이 나디아다. ‘나디아’란 이름은 1980년 모스크바 올림픽에서 금메달을 딴 루마니아의 유명 체조선수 나디아 코마네치에게서 따왔다. 그녀는 당시 평균대 위에 엎드려 다리를 등뒤로 구부리는 자세로 보여주면서 유연성을 과시해 화제가 됐다.

IHMC의 연구과학자인 로버트 그리핀 박사는 “몇 년 전 IHMC는 자신만의 로봇을 처음부터 만들어야 할 때라고 결정했고, 2019년 우리는 인간 환경에서 인간의 속도로 유용한 작업을 수행하기 위해 처음부터 설계된 휴머노이드 로봇인 나디아의 매우 멋진 플라스틱 개념을 보았다. 16개의 실험적인 플라스틱 버전을 거친 후, 나디아는 이제 진짜 로봇이 되었고, 그것은 이미 꽤 인상적으로 보인다”고 말했다.

나디아는 본질적으로 DRC 아틀라스와 발키리의 차세대 모델로 설계됐기에 우수한 연구 플랫폼을 구축할 수 있을 만큼 더 빠르고 유연하며 강력하다. 전기 및 유압 액추에이터의 하이브리드 모델이다.

즉, 7 자유도를 가진 전기 팔과 3 자유도를 가진 전기 골반, 2 자유도의 유압 토르소 및 5 자유도를 가진 유압 다리가 결합돼 있다.

나디아의 관절은 움직임의 범위를 최대화하도록 배열돼 있다.

두 이미지는 테이블 위의 작은 물체를 조작하는 나디아 로봇을 제어하기 위해 가상 현실 시스템과 컨트롤러를 사용하는 인간의 모습을 보여준다. 몰입형 가상현실을 통한 원격 조작은 나디아가 복잡한 작업을 수행하는 데 도움이 된다. (사진=IHMC)
두 휴머노이드 로봇이 나란히 서 있다. 왼쪽의 나디아는 오른쪽의 DRC 아틀라스보다 훨씬 더 다리를 꼬고 있다. 이 로봇은 엉덩이와 다리가 DRC 아틀라스에 비해 얼마나 유연한지 보여준다. (사진=IHMC)

로봇이 스스로 모든 것을 관리하는 동시에 복잡한 작업을 보다 직접적으로 제어할 수 있다면 그렇게 할 수 있도록 하는 것이 이상적이다.

로봇을 사고현장에 아바타로 투입해 원격으로 VR 고글과 햅틱 장갑 등으로 조작하는 것은 구조화되지 않은 환경에서 로봇이 즉각 안정적으로 유용한 작업을 실행토록 하는 유용한 방법이다.

IHMC가 나디아와 함께 할 때 전반적 목표로 삼고 있는 것은 현장에 있는 로봇을 원격 조작 할 때 가능한 한 인간의 속도에 가깝게 작동토록 하는 것이다. 나디아는 만약 인간이 직접 로봇을 원격 조작하는 게 가장 바람직한 경우 그렇게 다뤄지도록 설계됐다.

도깨비(서울대 2022)=서울대 아바타 로봇 ‘도깨비’

박재흥 서울대 융합과학기술대학원 교수가 개발한 아바타 로봇 ‘도깨비’. (사진=Ⓒ로봇신문)

우리나라에서도 주목할 만한 아바타 로봇이 개발됐다. 올초 라스베이거스가전쇼(CES2022)에서 소개된 ‘도깨비’다.

박재흥 서울대 융합과학기술대학원 교수팀은 사람이 갈 수 없는 재난 현장에서 구조 작업을 수행할 아바타 로봇을 만들었다.

서울대 다이로스 연구실이 만든 휴머노이드(인간형) 로봇이다.

다이로스 연구실은 박재흥 서울대 융합과학기술대학원 교수와 석·박사 과정 학생들이 동적 로봇 시스템을 연구하는 곳이다. 휴머노이드 설계, 무인자동차 시스템, 의료 재활 로봇 등을 주로 다룬다. 박 교수는 “사람이 갈 수 없는 재난 현장이나 구조 작업을 수행하는 로봇 연구와 자율주행차의 주차 기술” 등을 연구하고 있다”라고 했다.

다이로스 연구실이 만든 도깨비는 인간의 움직임을 그대로 따라 하는 원격 제어 로봇이다. ‘안 보이는 곳에서 인간을 돕는다’는 의미로 도깨비라는 이름을 붙였다.

이런 로봇들을 가리켜 ‘아바타 로봇’으로 부른다. 탑승자의 움직임을 모방해 적과 싸우는 로보트 태권V(84 태권브이)와 비슷한 개념이다.

간단한 조작방법 설명만 들으면 누구든 도깨비를 사용할 수 있다.

조작자가 카메라가 연결된 고글과 헤드폰, 센서가 달린 장갑 등을 착용하고 움직이면 도깨비도 따라 움직인다. 장갑에 달린 터치 센서는 도깨비가 만지는 물건의 감촉도 느낄 수 있도록 제작됐다.

서울대 다이로스 연구실 연구원이 헤드마운트 디스플레이(HMD)장치와 햅틱 장치를 사용해 도깨비를 조작할 준비을 마쳤다. (사진=Ⓒ로봇신문)

도깨비의 특징이자 핵심 기술은 ‘유연한 움직임’이다.

전 세계에서 연구 중인 아바타 로봇은 대부분 산업 현장에 투입되고 있는데 동작이 뻣뻣해 부드럽게 동작하도록 하는 연구가 진행되고 있다. 도깨비역시 부드러운 동작과 동작간 연결을 유연하게 설계했다.

이재구 기자

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