UNIST 연구진이 돌봄 로봇과 반려 로봇 등 소셜 로봇이 사람과 더 자연스럽게 교감할 수 있도록 돕는 인간-로봇 상호작용 기술을 개발했다.
UNIST는 디자인학과 이희승 교수팀이 소셜 로봇의 인지와 표현 능력을 높이는 기술을 각각 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 두 편의 논문으로 나뉘어 로봇 분야 국제학술대회인 국제로봇자동화학술대회(ICRA)에서 발표됐다.
연구팀이 개발한 첫 번째 기술은 사람의 손길을 인식하는 터치 인식 기술이다. 이 기술은 사용자의 손길에 담긴 감정과 의도를 로봇이 더 정확하게 파악하도록 돕는다.
기존에는 사람마다 손 크기와 힘의 세기, 터치 방식이 달라 로봇이 같은 의도의 손길도 서로 다르게 인식하는 한계가 있었다. 예를 들어 반려견 로봇을 친근하게 두드리는 동작도 사용자에 따라 압력과 리듬이 달라져, 로봇이 이를 일관되게 해석하기 어려웠다.
연구팀은 음성 인식 기술에서 아이디어를 얻었다. 음성 인식이 단어에 포함된 공통 주파수 특징을 읽어내는 것처럼, 손길에 반복적으로 나타나는 리듬과 진동 특성을 정전식 터치센서 신호에서 추출하는 방식이다.
이를 통해 복잡한 촉각 장비 없이도 정전식 터치센서만으로 손길의 차이를 구분할 수 있게 했다. 해당 연구의 제1저자인 김지수 연구원은 “똑같이 친근감을 표현하기 위해 반려견 로봇을 톡톡 두드리더라도 사람마다 손 크기와 힘의 세기가 달라 손길에 담긴 의도를 제대로 인식하기 어려웠다”며 “이번 기술은 복잡한 촉각 장치 없이도 정전식 터치센서만으로 손길의 차이를 잘 구분할 수 있게 했다”고 말했다.
두 번째 기술은 로봇의 감정 표현을 더 자연스럽게 만드는 기술이다. 기존 로봇은 감정을 표현할 때 움직임의 강도가 일정해 기계적인 느낌을 주는 경우가 많았다.
연구팀은 로봇의 감정 동역학 모델에 감쇠비를 조절하는 방식을 적용했다. 이를 통해 감정 표현 시 움직임이 얼마나 과장되는지를 5단계로 세밀하게 조절할 수 있도록 했다.
예를 들어 큰 반응이 필요한 ‘놀람’은 더 강하게 표현하고, 지나치게 과장되면 어색해질 수 있는 감정은 중간 강도로 표현할 수 있다. 감정마다 움직임의 강도와 반응 수준을 달리해 로봇이 보다 생명체에 가까운 표현을 할 수 있도록 한 것이다. 해당 연구에는 박하은 박사가 제1저자로 참여했다.
이번 연구는 소셜 로봇이 사람과 함께 생활하기 위해 필요한 두 가지 요소를 함께 다뤘다는 점에서 의미가 있다. 하나는 사람의 행동과 의도를 이해하는 인지 능력이고, 다른 하나는 상황에 맞게 감정을 표현하는 표현 능력이다.
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 산하 로봇자동화학회가 주관하는 로봇 분야 주요 국제학술대회다. 올해 학회는 지난 6월 1일부터 5일까지 오스트리아 빈에서 열렸다. 이번 연구는 산업통상자원부와 과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행됐다.
헬로티 이동재 기자 |
