로봇이 인공 피부 없이도 인간의 촉감을 감지할 수 있다.

가장 유능한 로봇조차도 인간의 촉각을 감지하는 데 능숙하지 않다. 일반적으로 컴퓨터 과학 학위나 최소한 태블릿이 있어야 효과적으로 로봇과 상호 작용할 수 있다. 하지만 로봇이 첨단 인공 피부로 덮이지 않고도 촉각을 감지하고 해석할 수 있게 되면서 상황이 바뀔 수 있다. 이는 인간과 보다 직관적으로 상호 작용할 수 있는 로봇을 향한 중요한 진전이다.

독일 항공 우주 센터가 주도하고 최근 사이언스 로보틱스(Science Robotics)에 발표된 새로운 접근 방식을 이해하려면 우리 몸이 촉각을 감지하는 두 가지 뚜렷한 방법을 고려해야 한다. 왼쪽 손바닥을 위로 향하게 하고 왼쪽 새끼손가락을 가볍게 누르면 먼저 손가락 끝의 피부를 통해 그 촉각을 인식할 수 있다. 이는 말이 된다. 손과 손가락에만 수천 개의 수용체가 있기 때문이다. 로봇공학자들은 종종 인공 피부를 통해 로봇의 센서 담요를 복제하려고 하지만, 이는 비용이 많이 들고 충격이나 혹독한 환경을 견디는 데 효과적이지 않을 수 있다.

하지만 더 세게 누르면 손가락 관절과 다른 관절을 통해 촉각을 감지하는 두 번째 방법을 알아차릴 수 있다. 그 감각, 즉 로봇학 전문 용어로 토크를 느끼는 감각은 연구자들이 새로운 시스템에서 재현한 바로 그 감각이다.

그들의 로봇 팔에는 6개의 센서가 들어 있으며, 각각은 장치의 어느 부분에 대해서도 매우 작은 양의 압력을 감지할 수 있다. 그 힘의 양과 각도를 정확하게 측정한 후, 일련의 알고리즘은 사람이 로봇을 만지는 곳을 매핑하고 정확히 무엇을 전달하려고 하는지 분석할 수 있다. 예를 들어, 사람이 로봇 팔 표면의 어느 곳에나 손가락으로 문자나 숫자를 그리면 로봇은 그 움직임에서 방향을 해석할 수 있다. 로봇의 어느 부분이든 가상 버튼으로 사용할 수 있다.

독일 항공우주센터의 연구원이자 이 연구의 주저자인 마게드 이스칸다르는 로봇의 모든 제곱인치가 본질적으로 터치 스크린이 되지만, 비용, 취약성, 배선이 없다고 말한다.

"인간이 로봇과 긴밀하게 상호 작용하고 명령을 내릴 수 있는 인간-로봇 상호 작용은 여전히 ​​최적이 아니다. 왜냐하면 인간에게는 입력 장치가 필요하기 때문이다."라고 이스칸다르는 말한다. "로봇 자체를 장치로 사용할 수 있다면 상호 작용이 더 유연해질 것이다."

이와 같은 시스템은 촉각을 제공하는 더 저렴하고 간단한 방법뿐만 아니라 로봇과 소통하는 새로운 방법을 제공할 수 있다. 이는 수십억 달러의 벤처 캐피털 투자를 계속 받고 있는 휴머노이드와 같은 대형 로봇에 특히 중요할 수 있다.

BioRobotics Institute에서 신경 로봇 터치 연구실를 이끌고 있지만 이 연구에는 참여하지 않은 로봇공학자 칼로게로 마리아 오도(Calogero Maria Oddo)는 이 연구가 센서를 결합하고, 수학을 우아하게 사용하여 촉각을 매핑하고, 이 모든 것을 통합하는 새로운 AI 방법을 결합하는 방식 덕분에 이 개발이 중요하다고 말한다. 오도는 필요한 투자가 하드웨어보다 소프트웨어에 더 많이 들어가기 때문에 상업적으로 채택이 상당히 빠를 수 있다고 말한다. 하드웨어는 훨씬 더 비싸다.

하지만 단서가 있다. 첫째, 새로운 모델은 한 번에 두 개 이상의 접촉 지점을 처리할 수 없다. 공장과 같이 상당히 통제된 환경에서는 문제가 되지 않을 수 있지만, 인간과 로봇의 상호 작용이 예측하기 어려운 환경에서는 한계가 있을 수 있다. 그리고 로봇에 촉각을 전달하는 데 필요한 종류의 센서는 상업적으로 판매되고 있지만 수만 달러가 들 수도 있다.

하지만 전반적으로 오도는 피부 기반 센서와 관절 기반 센서가 통합되어 로봇에 보다 포괄적인 촉각을 제공하는 미래를 예상한다.

그는 "우리 인간과 다른 동물은 두 가지 솔루션을 모두 통합했다."라고 말한다. "나는 실제 세계에서 일하는 로봇도 둘 다 사용하여 세상과 안전하고 원활하게 상호 작용하고 학습할 것으로 기대한다."