울산과학기술원(UNIST) 연구진이 돌봄 로봇이나 반려 로봇 같은 '소셜 로봇'이 진짜 사람이나 반려견처럼 생생하고 자연스럽게 교감할 수 있도록 만드는 기술을 국제 무대에서 선보였다.
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| ▲ 왼쪽부터 이희승 교수, 김지수 연구원, 박하은 박사 [울산과학기술원 제공] |
UNIST는 디자인학과 이희승 교수팀이 로봇 인지와 표현 기술을 각각 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구는 두 편의 논문에 나눠 실렸으며, 각 논문은 국제로봇자동화학술대회(ICRA)에서 발표됐다.
연구팀이 개발한 로봇 인지 기술은 터치 인식 기술이다. 사람의 손길에 담긴 감정과 의도를 로봇이 더 잘 인식하게 돕는다.
연구팀은 음성 인식 기술에 착안해 개인차에 영향을 덜 받는 터치 인식 기술을 개발했다. 음성 인식이 단어에 포함된 공통 주파수 특징을 읽어내는 것처럼, 손길에 드러나는 반복되는 리듬이나 진동을 정전식 터치센서 신호에서 추려 읽어내는 것이다.
제1저자인 김지수 연구원은 "똑같이 친근감을 표현하기 위해 반려견 로봇을 톡톡 두드리더라도 사람마다 손 크기와 힘의 세기가 다르다 보니 손길에 담긴 의도를 제대로 인식하기 어려웠다"며 "이번 기술은 복잡한 촉각 장치 없이도 정전식 터치센서만으로 손길의 차이를 잘 구분할 수 있게 했다"고 설명했다.
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| ▲ 반려견 로봇 포미의 이마에 터치 센서를 부착해 실험한 결과 이미지. |
로봇의 감정 표현을 더 살아 있는 생명체처럼 만들어주는 성과도 주목받았다. 기존 로봇들은 감정을 표현할 때 천편일률적인 강도로 움직여 기계적인 느낌이 강했다. 반면 연구팀은 로봇의 감정 동역학 모델에 감쇠비(Damping Ratio)를 조절하는 방법을 적용해, 움직임의 과장 정도(오버슈트)를 5단계로 세밀하게 부여했다.
큰 반응이 필요한 '놀람'은 더 강하게, 지나치게 과장되면 어색해질 수 있는 감정은 중간 강도로 표현하도록 조절할 수 있게 한 것이다. 이번 연구에는 박하은 박사가 제1저자로 함께 참여했다.
이희승 교수는 "소셜 로봇이 사람과 자연스럽게 교감하려면 사람의 손길을 알아차리는 능력과 상황에 맞게 감정을 표현하는 능력이 함께 필요하다"며 "이번 연구는 돌봄 로봇, 교육용 로봇, 반려 로봇처럼 사람과 가까이 지내는 로봇을 더 생생하고 친근한 상호작용 대상으로 만드는 데 기여할 것"이라고 말했다.
ICRA는 국제전기전자공학자협회(IEEE) 산하 로봇자동화학회(RAS)가 주관하는 로봇 분야 최고 권위 국제학술대회 중 하나다. 올해 학회는 지난 6월 1일부터 5일까지 오스트리아 빈에서 열렸다. 연구 수행은 산업통상자원부, 과학기술정보통신부의 지원을 받아서 이뤄졌다.
KPI뉴스 / 최재호 기자 choijh1992@kpinews.kr
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