[한장TECH] 옵티머스 ‘프라임’으로 변신 중인 휴머노이드 로봇

[테크월드뉴스=윤소원 기자] 로봇의 유형은 업무수행의 자율성과 작업장소에서 구애받지 않는 이동성을 중심으로 진화하고 있다. 제조 현장에서 고정된 상태로 사전 입력된 작업을 수행하던 산업용 로봇부터 사람과 같이 일하는 협동 로봇 그리고 사람을 닮은 휴머노이드 로봇으로 발전해가고 있다.

▶ 산업용 로봇 → 협동 로봇

산업용 로봇은 주로 제조 현장에서 활용된다. 대부분 고정형인 산업용 로봇은 정해진 위치에서 사용자가 원하는 작업을 수행해낸다. 업계에서는 일반적으로 작업 정밀도가 가장 높아 조립 및 단순 공정에 산업용 로봇을 채택하고 있다.

이 로봇은 위치 조작 정밀도와 들 수 있는 무게인 가반 하중은 높으나 충돌감지 기능은 없어 사람과 가까이에서 함께 작업하기엔 안전 문제에 대한 대비가 필요하며 위험성도 크다.

또한 미리 프로그래밍 된 작업을 정해진 자리에서 수행하는 산업용 로봇은 단순 작업에 한정적으로 특화돼 있으며 크기가 크고 무게도 무겁다.

이와 비교해 협동 로봇은 산업용 로봇보다 가반 하중은 낮지만 충돌감지 기능이 있어 사람과 함께 작업해도 안전한 로봇으로 분류된다. 협동 로봇에는 사람이 로봇에게 명령을 전달하고 새로운 작업을 가르치는 교시 기능도 있어 원하는 작업을 더욱 쉽게 로봇에 입력할 수 있다.

인공지능을 기반으로 주변 상황을 인식할 수도 있는 협동 로봇은 작업자의 지시에 따라 업무를 수행하는데 특화돼 있다. 바퀴와 캐터필러(Caterpillar)로 인간 작업자를 따라 동행하며 서비스를 하기도 하는 협동 로봇은 산업 현장은 물론 카페나 식당 등 F&B 분야까지 영역이 넓어지고 있다.

▶ 협동 로봇 → 휴머노이드 로봇

협동 로봇과 휴머노이드 로봇의 가장 큰 차이는 자율적 작업 가능 여부와 바퀴가 아닌 두 발로 걷는 것이 가능한가로 귀결된다.

협동 로봇은 인공지능을 통해 주변 환경이나 상황을 인식할 수 있으며 일부 서비스 분야에서 사람을 대신해 보조의 역할을 해낸다. 그러나 협동 로봇은 작업자가 지시하는 업무를 수행하는 수준이며 이동 방법에서도 별도의 이동 장치가 필요하다. 또한 이 로봇은 장애물을 피하는 데는 일부 불편함이 있으며 계단 등을 오르내리는 데에도 원활하지 않아 한계가 있다.

반면 휴머노이드 로봇은 두 발로 걸을 수 있어 좁은 공간에서도 자유롭게 작업을 수행할 수 있다. 휴머노이드 로봇은 협동 로봇보다 높은 수준의 인지 지능이 갖춰져 있고 높은 작업 정밀도 구현을 위한 판단 지능, 섬세한 움직임을 위한 운동 지능 등이 필요하다.

업계에서는 특히 프로그래밍 되지 않은 새로운 환경, 작업조건, 변화 등에 유연하게 대처하는 휴머노이드 로봇으로 자리 잡기 위해서는 그 수준에 맞는 학습 능력까지 갖춘 인공지능 수준을 달성해야 한다고 강조한다.

▶ 휴머노이드 로봇, 진화의 끝은 어디일까?

휴머노이드 로봇은 인간과 로봇 간의 상호 작용에 최적화된 로봇이다. 최근 휴머노이드 로봇은 ▲사람과의 커뮤니케이션 ▲생활 환경의 적합성 ▲경제성 측면에서 이전의 로봇에 비해 더 우수할 것이라는 평가를 받고 있으며 활용성도 더욱 넓어질 것으로 전망된다.

일반 서비스 산업뿐만 아니라 전문 서비스 분야로서 국방 및 우주 항공 분야에서 인간을 대신해 업무를 수행할 수도 있다. 전문가들은 사람과 같거나 혹은 사람보다 나은 수준의 작업을 해내며 더 다양한 조건의 환경에서 구현해낼 수 있다는 점에서 휴머노이드 로봇을 긍정적으로 바라보고 있다.

이런 기대는 여러 연구와 사용 경험의 축적을 통해 뒷받침되고 있다. 장기간 로봇 연구를 해 온 전문가들은 로봇에 인간의 특성이 많이 반영될수록 인간과 로봇의 상호 관계에 최적화된 인터페이스를 구현할 수 있다는 사실을 확인하기도 했다. 이런 점에서 음성, 신체, 표정 등으로 이해하고 표현하는 인간의 의사소통 방식과 유사할수록 사람을 대체하기에 적절하다는 것이다.

사용 환경 측면에서도 휴머노이드 로봇이 가장 유리할 것이라는 목소리가 높다. 사람의 신체와 지능에 맞춰진 도구들로 이뤄진 인간 환경에 투입돼 활용되려면 기존의 로봇보다 인간형 로봇이 더욱 적합하다. 바퀴 달린 로봇은 계단이나 방해 요소가 있는 환경에서는 큰 불편사항으로 작용한다.

경제성 측면에서도 일부 작업 수행에 한정된 로봇을 각각 도입하는 것보다 범용성이 있는 휴머노이드 로봇 한 대를 구축하는 것이 비교적 경제적일 것이라는 의견도 설득력을 얻고 있다. 기존의 산업용/협동 로봇보다 적용할 수 있는 폭이 훨씬 넓은 매니퓰레이터(Manipulator)가 될 수 있기 때문이다.

성균관대학교 전자전기공학부 국태용 교수는 “휴머노이드 로봇이 고도화된 작업에 투입되기 위해서는 로봇 지능 소프트웨어가 필요하다”라며 “기업들은 로봇 지능 소프트웨어 연구와 이를 활용한 서비스 발굴에 집중해야 한다”라고 강조했다.

이어 국 교수는 “휴머노이드 로봇이 단순 반복 작업을 하는 수준을 넘어 정밀한 작업을 하기 위해서는 시각정보 기반 딥러닝 학습 등 기법을 활용해 작업 숙련도를 높여야 한다”라고 말했다.