[테크M= 장길수 IT컬럼니스트]

지난해 말 보스턴 다이내믹스에서 휴머노이드 로봇 ‘아틀라스’가 공중제비를 돌면서 지면에 두 다리를 정확하게 착지하는 동영상을 공개했다. 체조선수처럼 깔끔한 공중제비 동작에 많은 이들이 놀라움을 감추지 못했다.

하지만 이 동영상이 공개되기 불과 몇 달 전 미국 매사추세츠주에서 열린 ‘미래 과학과 기술 리더대회  (Congress of Future Science and Technology Leaders)’에서 아틀라스는 4족 보행 로봇 ‘스팟미니’와 함께 데모 무대에 섰다가 낭패를 봤다.

상자를 들고 걸어 다니는 장면을 잘 시연하고 무대를 빠져나오다 그만 조명장치에 걸려 넘어진 것이다. 아틀라스는 지난 2015년 미국 국방부 산하 방위고등연구계획국(DARPA) 주최로 열린 ‘다르파 로보틱스 챌린지(DRC)’에서도 넘어지는 뼈아픈 경험을 했다.

육중한 무게를 자랑하는 휴머노이드로봇이 실수로 넘어지면 주어진 과제를 수행하지 못할 뿐 아니라 떨어질 때 받은 충격으로 망가질 수 있다. 휴머노이드 로봇이 갑자기 균형을 잃고 넘어지는 것은 사람과 달리 반사신경이 발달하지 않았기 때문이다. 사람은 장애물에 부딪히거나 발을 헛디뎌 몸이 균형을 잃으면 곧바로 발동작을 수정하거나 가까운 곳에 있는 벽에 손을 뻗어 넘어지는 것을 피한다.

휴머노이드 로봇이 사람처럼 반사신경을 가질 수는 없을까. 미국 듀크대 전기·컴퓨터공학과 ‘크리스 하우저(Kris Hauser)’ 교수는 로봇이 넘어질 때 사람처럼 벽이나 지면에 손을 뻗는 기술을 연구하고 있다. 그는 발에서 엉덩이, 엉덩이에서 어깨, 어깨에서 손까지의 각도를 계산해 로봇이 넘어지지 않는 안정화 알고리즘을 적용했다. 만약 균형을 잃고 넘어질 위험에 처하거나 비틀대면 3개 부위의 각도, 지면과 로봇 팔과의 거리, 로봇 팔이 벽이나 지면에 닿을 때의 충격 등을 계산해 넘어지는 것을 피하는 행동을 취한다.

손이나 발이 미끄러지지 않는 것도 계산에 넣는다. 듀크대 연구진은 로봇 스스로가 주변 환경 정보를 인식하지 못하기 때문에 사전에 입력된 정보를 바탕으로 프로그래밍 했다. 연구진은 앞으로 로봇에 카메라를 부착해 로봇 스스로가 주변 환경을 인식할 수 있도록 한다는 계획이다. 로봇이 스스로 주변 환경을 매핑하고 자신을 보호하는 방법에 관해 추론할 수 있도록 하겠다는 것.

독일 ‘항공우주센터(DLR)’ 산하 로보틱스와 메카트로닉스 연구소도 휴머노이드 로봇이 넘어지지 않고 균형을 잡는 기술을 연구하고 있다. DLR 연구팀은 2013년에 개발한 휴머노이드 로봇 플랫폼 ‘토로 (TORO, TOrque controlled humanoid RObot)’를 활용해 ‘멀티 콘택트(Multicontact)’ 방식으로 균형 기술을 연구하고 있다.

사람은 비좁은 공간에서 재난구조 활동을 벌일 때 손과 발뿐 아니라 무릎이나 팔꿈치를 지면이나 다른 지형지물에 대는 방식으로 균형을 잡을 수 있다. 발을 디딜 수 없는 상황이라면 무릎을 꿇고 균형을 유지할 수도 있다. DLR 연구진은 토로 로봇이 무릎을 꿇거나 다른 지형지물에 무릎을 대는 방식으로 몸의 균형을 유지할 수 있도록 했다.

로봇에게 사람과 같은 반사신경을 부여하는 것은 기술적으로 매우 어렵다. 하지만 듀크대와 DLR 연구가 성과를 거둔다면 머지않은 미래에 로봇이 사람처럼 놀라운 반사신경을 갖게 될 것이다. 그렇다면 로봇도 더 안정적인 자세에서 다양한 작업을 수행할 수 있을 것이다.