사이언스 투데이
science 취재파일 바이오 위클리 사이언스 HOT5 사이언스 매거진 별별 이야기 내 몸 보고서 날씨학개론 생각 연구소 과학의 달인 궁금한S

[과학의달인] "인간과 로봇의 안전한 동행 꿈꾼다"

■ 최혁렬 / 성균관대학교 기계공학부 교수

[앵커]
4차 산업혁명 시대의 핵심기술 중 하나가 바로 로봇이죠. 로봇은 단순 작업을 반복하는 수준을 넘어 인간을 도와 그 역할을 대신하는 쪽으로 발전하고 있습니다. 인간과 로봇이 함께 공존하는 미래는 어떤 모습일까요?

오늘 '과학의 달인'에서는 '인간을 돕는 로봇'에 대해 알아보겠습니다. 성균관대학교 기계공학부 최혁렬 교수와 함께합니다. 어서 오세요.

일단 교수님께서 국내 기술로 네 발로 걷는 로봇, '에이딘6'를 개발하셨다고 들었어요. 일단 '에이딘6', 어떤 로봇인지 시청자분들께 소개 부탁해요.

[인터뷰]
'에이딘6'는 사람들한테 유용한 서비스를 제공하려는 목적으로 개발한 국내 최초의 실용적 로봇입니다. 우리가 생활하는 공간을 자유롭게 이동하며 배달이나 청소, 가사일 보조, 노약자 도우미, 시설물 검사, 위험작업 등 다양한 작업을 대신하기 위해 개발된 로봇이죠.

[앵커]
짐을 나르거나 사람을 돕는 등 다양한 활동을 할 수 있는 4족 보행이라고 말씀해주셨는데, 이런 정교한 움직임을 가지기 위해서는 여러 가지 기술이 필요했을 것 같은데, 대표적으로 어떤 게 있나요?

[인터뷰]
우리가 생활하는 곳에서 네 개의 다리로 걷기 위해서는 매우 정교한 다리 힘과 몸체의 균형을 제어해야 합니다. 에이딘의 경우 다리 하나마다 모터가 세 개씩 들어가 있어서 총 12개 모터가 로봇 안에 포함되어 있으며 각 모터에는 정교한 힘 제어를 하기 위해서 얇고 가벼운 토크 센서가 탑재돼 있습니다.

토크 센서는 얇으면 얇을수록, 강하면 강할수록 좋은데, 이 두 가지를 최대한 반영하면서 가격도 매우 저렴한 센서를 개발했습니다. 처음에는 수입 센서를 썼는데요. 수입 센서는 가격도 비싸고, 작은 충격에도 쉽게 부서지고, 수리하는 데 많은 시간이 소요되는 단점이 있었습니다. 하지만 저희가 개발한 센서는 무려 1t이 넘는 승용차도 끌만큼 튼튼하고 강합니다. 이 센서는 지난 2016년에 대한민국을 대표하는 10대 기계 기술로 선정되기도 했죠.

[앵커]
그러니까 가격은 저렴하면서도 내구성까지 좋은 토크 센서를 직접 개발해서 이런 정교한 움직임이 가능해졌다고 정리할 수 있겠는데, 에이딘이 일상에 들어와서 인간의 일을 대신하고, 인간과 일을 함께하기 위해선 제일 중요한 게 안전성이잖아요. 어떤가요?

[인터뷰]
네, 그래서 로봇용 충돌·근접 감지 안전센서를 개발했습니다. 이 센서는 인간이 로봇 사이의 거리와 방향을 빠른 속도로 감지해서 적절하게 대응을 할 수 있게 해 주는 센서인데요.

최근에 인간의 생활공간에 로봇이 들어오면서 생기는 접촉, 안전, 충돌 등의 문제를 해결할 수 있는 중요한 센서로 자리하고 있습니다. 이 센서와 관련된 논문은 2016년 로봇 관련 세계 최대의 학술대회인 IEEE ICRA에서 국내 최초로 Best Human Robot Interaction Paper Award를 수상했습니다.

저는 이를 포함한 인간 로봇 상호작용 관련 연구를 인정받아 2019년 미국 전기 전자 공학회인 IEEE에서 Fellow(석좌회원)으로 선정되었습니다. 석좌 회원은 회원 등급 중에서 가장 높은 위치이며 국내에서도 로봇과 관련된 IEEE Fellow는 몇 분 되지 않습니다.

[앵커]
저희가 이 로봇의 모습을 자료화면으로 봤지만, 통통 걷는 게 마치 강아지 같다는 생각도 들고요, 정말 우리 인간 생활과 밀접하게 친해질 수 있겠다는 생각도 들었는데, 이렇게 인간과 로봇이 안전하게 공존하기 위해선 꼭 필요한 게 센서들이라고 얘기해주셨습니다. 그런데 에이딘6를 개발하기까지 그 과정도 정말 녹록지 않으셨을 것 같거든요. 소개해주시죠.

[인터뷰]
에이딘 6가 나오기까지 오랫동안 4족 보행 로봇 연구를 해왔습니다. 부분적으로 국가과제의 도움을 받았습니다만 4족 보행로봇의 연구를 하기 위한 연구비를 확보하기가 쉽지 않았습니다. 제 연구실에서 개발한 4족 보행 로봇은 벽을 기어 올라갈 수 있는 MR월스펙트부터 이 로봇을 평지보행용으로 개조한 MR월스펙트 IV, 에이딘 3, 4, 5에 이르기까지 연구를 중단하지 않고 지속하려고 노력해 왔는데요.

최근 경기도의 지원으로 실용화를 목표로 완성한 로봇이 에이딘 6입니다. 제 연구를 믿어주고 도와주신 분들에게 항상 감사드립니다. 때로 외국의 다른 로봇들과 에이딘을 비교하는 경우가 있는데 에이딘은 이미 이에 못지않은 성능을 갖고 있고, 만약 국내 연구자들에게 같은 연구비와 기회를 주었더라면 훨씬 더 나은 연구 결과를 더 짧은 시간에 만들어 낼 수 있었을 것으로 생각합니다.

[앵커]
연구환경이 좀 더 좋았다면 하는 아쉬움이 남는다고 말씀해주셨는데요. 그런데 우리가 로봇을 생각하면 일단 사람처럼 두 발로 걷는 2족 보행로봇도 있고요, 그리고 또 바퀴가 달려서 많은 짐을 실을 수 있는 자동차 같은 로봇도 있을 텐데, 교수님께서는 4족 보행 로봇을 개발하셨잖아요. 특별한 이유가 있을까요?

[인터뷰]
바퀴로 이동하는 로봇은 인간의 생활환경을 제한 없이 돌아다니기에는 아직 불가능합니다. 주변에 항상 볼 수 있는 계단, 문턱, 평탄하지 않은 지형을 이동하기는 쉽지 않을뿐더러 로봇을 위해서 새로이 로봇용 도로를 만드는 것은 더욱 어려운 일이기 때문이지요.

저는 개인적으로 인간 주위에서 자유롭게 이동하기 위해서는 다리가 달린 로봇이어야 한다고 생각합니다. 걷는 로봇 중에서 2족 보행 로봇이 한때 많은 연구를 했습니다만 실용화의 측면에서 보면 아직 시간이 필요하다고 생각합니다.

반면에 4족 보행 로봇은 무거운 짐을 가지고도 안정적으로 이동하는 것이 가능하다는 장점이 있으며 이동속도도 매우 빠르고 비교적 안전하게 이용할 수 있다는 장점이 있습니다. 최근에 4족 보행 로봇에 관한 연구결과나 상업화를 위한 시도가 폭발적으로 보도되고 있는 것도 이런 이유 때문이라고 생각합니다.

[앵커]
그러니까 2족 보행이나 바퀴형 로봇과 달리 4족 보행 로봇은 잘 넘어지지도 않고, 또 장애물도 비교적 적어서 안전성이 높다고 얘길 해주셨는데, 교수님께서는 에이딘6 외에도 사람이 하는 위험한 일을 대신해주는 로봇도 개발하셨다고 들었어요. 어떤 로봇인가요?

[인터뷰]
네. 오래된 배관 내부로 들어가서 점검하고 보수하는 배관 로봇을 개발했는데요. 저는 20년 이상 연구했는데요. 실제로 배관 로봇을 연구하는 연구자는 국내에 별로 없습니다. 하지만 배관은 우리 주위에 많고, 특성상 매우 중요한 사회 기반시설인데요.

하지만 오랫동안 많은 사람의 관심에서 비껴가 있었습니다. 이런 배관을 건강하게 관리하고 사용하기 위해서는 배관의 주기적으로 검사하고 필요에 따라서 보수하거나 교체해야 하는데요. 하지만 이를 위한 기술의 개발이 매우 미흡합니다.

이런 한계를 극복하는 기술이 '배관 로봇기술'입니다. 사실 배관 로봇기술은 2족 보행 로봇을 걷게 하는 것 못지않게 어려운 기술이고 전통적으로 유럽이나 미국, 캐나다 같은 국가의 오래된 회사들이 독점한 부가가치가 높은 기술입니다. 좁은 배관 내부에 들어가서 사람을 대신해서 다양한 작업을 수행해야 하므로 기계적인 하드웨어뿐만 아니라 센싱, 지능, 제어 등이 집약되어야 하죠.

[앵커]
말씀하신 것처럼 배관 안에서 작업하는 게 쉽지 않겠다는 생각이 드는데요. 습기도 매우 많고, 이물질을 만날 일도 매우 많잖아요. 그렇기 때문에 그만큼 견고하고 튼튼하게 만들어야 하지 않을까 하는데, 어떤지 소개해주시죠.

[인터뷰]
그렇죠. 배관 내부는 매우 좁고 캄캄하고 통신이 되지 않습니다. 또 때에 따라서 다양한 물질이 차 있을 수도 있죠. 그래서 일반 로봇과 달리 탄탄한 내구성뿐만 아니라 방수가 필요합니다. 화면에 보이는 이 배관 로봇은 상수도용으로 개발한 것으로 캐터필러가 4개 있는데요. 캐터필러란 여러 개의 강판 조각을 벨트처럼 연결한 것으로 이 캐터필러로 웬만한 곳은 다 넘어갈 수 있습니다.

또, 앞에 더듬이처럼 생긴 건 배관 상태를 확인하는 센서인데요. 로봇에 장착된 카메라와 센서를 통해 배관의 현재 상태와 위치를 파악하고 목적지까지 똑똑하게 찾아가 임무를 수행합니다.

[앵커]
지금 교수님과 함께 인간을 돕는 로봇이 어디까지 왔나 살펴봤는데요. 사실 오늘 대담의 제목이 인간과 로봇의 안전한 동행이잖아요. 그렇기 때문에 기술이 발전하는 게 마냥 반갑지만은 않을 수 있다는 생각도 듭니다. 기술의 발전에 맞춰서 관련 윤리 의식이라든지, 제도도 함께 정립될 필요가 있겠습니다. 자, 지금까지 성균관대학교 기계공학부 최혁렬 교수와 함께했습니다. 교수님, 오늘 말씀 잘 들었습니다.
  1.  19:00다큐컬렉션 우주 우주를 위협...
  2.  20:00리얼수선예능 고쳐듀오 시즌3...
  3.  21:00비즈 코리아 <65회> (본)
  1.  [종료] 2021년 YTN사이언스 특집 프로...
  2. YTN사이언스 프로그램 모니터요원 선...