임세혁 KIST 박사 "적층형 자가접이 로봇 이용해 언캐니 밸리 극복 위한 새로운 접근방법 보여줄 것"
영화, 노래 등 문화·예술산업에서 오디오 애니메트로닉스 활용 기대
[그림1] 임세혁 KIST 지능로봇연구단 박사는 종이접기를 이용하여 새로운 형태의 미래로봇을 디자인하고 있다.
# 사진필름과 같은 얇은 소재가 프린터를 통해서 자동으로 잘려져 인쇄된다. 무슨 모양인지 감이 잡히지 않는 출력물들. 이를 종이를 접듯 좌우를 번갈아가며 쌓아올리니 사람의 얼굴 모양이 나타난다. 여기서 끝이 아니다. 함께 재생되는 영상 대사에 맞춰 고개가 움직이기 시작한다. 우리가 기존에 알고 있던 로봇과는 다른, 종이접기(적층형 자가접이) 소프트 로봇의 모습이다.
미래 과학기술 상상영화의 단골손님 '로봇'. 과거 산업화 시대에서는 로봇은 단순히 미리 정해진 경로를 따라 반복적으로 움직이기만 했다. 인공지능과 3D 프린팅 기술의 비약적 발전으로 이제는 사람들과 생활공간을 공유하고 정서적으로 교감하는 지능적 존재로 성큼 다가왔다.
우리는 머리와 팔, 몸통, 다리 혹은 바퀴가 있고 이것을 다수의 모터로 움직이는 복잡한 기계-전자장치를 로봇이라고 생각해 왔다. 미래의 로봇은 다른 개념으로 인식될 듯하다. 우리 삶과 같이하는 유연하고 교감하는 존재로 말이다.
KIST 지능로봇연구단의 임세혁 박사는 종이를 접듯이 적층형 자가접이라는 방법을 이용해 새로운 형태의 미래로봇을 디자인하고 있다.
◆"설계부터 작동까지···로봇은 움직여야지!"
로봇은 다양한 분야에서 필요성과 수요가 늘어나며 자연스럽게 형태가 바뀌어왔다. 공사현장에서 쓰이는 로봇은 내구성이 우선이며, 세밀한 공정이 필요한 반도체는 더욱 더 정교한 센서를 장착한다. 체내에 삽입되는 캡슐 내시경과 같은 메디컬로봇은 소형화와 동시에 인체에 무해해야 한다.
하나의 로봇을 개발하기까지는 설계-제작-제어과정에서 전문가들의 각고의 노력이 필요하다. 아무리 간단한 로봇시스템을 개발하더라도 부품설계나 하중분석 같은 과정은 필수적이다. 또한 최근 3D 프린터의 등장으로 제작시간이 단축되고 간편해졌지만, 기본적으로 제작된 부품을 구동기와 함께 조립과정을 거쳐야 비로소 움직이는 로봇이 된다. 이 단계가 빠지면 '로봇'이 아니라 잘 만든 '인형'이다.
임 박사가 개발하고 있는 종이접기 로봇은 설계, 제작, 구동이 하나로 이어져 있다. 3차원 로봇의 형태만 정해지면 전산프로그램을 이용해 전개도를 설계한 후, 프린트하고 접어올려 바로 만들어내고 원하는 움직임을 구현한다.
임 박사는 "일반적인 종이접기 방식이 아니라 아래에서부터 위로 쌓아올리는 적층형 종이접기 방식을 이용하기 때문에 로봇의 형태와 원하는 동작에 맞춰 반자동화된 설계가 가능하다"고 말했다.
이때 중요한 것은 로봇이 어떠한 형태를 가지든 일관되게 적용할 수 있도록 설계알고리즘을 만드는 것이다.
그는 "동일한 알고리즘을 다양한 3차원 모델들에 적용할 수 있는지 확인하는데 많은 시간을 할애했다. 아직 모든 3차원 형태의 로봇을 만들 수 있는 것은 아니지만 문제점을 상당부분 개선했다"며 "원하는 동작을 추가하거나 로봇의 형상이 복잡한 경우에 중간중간 설계하는 사람이 전개도를 보고 판단하는 부분이 있지만 이 부분까지 자동화하려는 계획을 가지고 있다"고 설명했다.
[그림2] 종이를 접듯 쌓아올린 사람의 두상과 토끼 로봇. 미리 프로그래밍된 대사와 음악에 맞춰 상호작용하며 동작을 한다.
[그림3] 임 박사는 얇은 종이를 쌓듯이 적층형 자가접이 알고리즘을 이용해 소프트 로봇을 개발했다.
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