30~40년 전 사람들에게 로봇이란 상상의 존재였습니다. 분명히 기술의 발전은 거듭되며 손에 닿을 듯한 개념이었는데 실제로 사람처럼 만들어지는 로봇은 먼 미래의 일이었을 것입니다. 이런 먼 미래였지만 하나하나 상상을 개념화하고 과학기술이 발전하면서 지금의 로봇과 인공지능 기술이 만들어진 것이 아닌가 싶습니다.
프랑켄슈타인에서 시작된 로봇 이야기
사람들이 치음 로봇에 대한 생각을 한 것은 기계로 만들어진 흉측한 프랑켄슈타인이 제일 처음이라고 한다. 그리고 지금 실제로 사람의 손에 의해 제작되어 사용되고 있는 로봇은 아주 단순한 작업을 되풀이하는 수준에 지나지 않는다. 때문에 우리가 만화영화나 공상과학 소설에 나오는 로봇처럼 사람과 기쁨과 슬픔을 같이 하는 로봇을 기대하는 것은 아직은 그저 상상에 불과하다. 그렇지만 그저 상상에만 머물지 않을 거라는 것은 누구나 예측할 수 있는 일이다. 옛날 사람들에게 하늘을 난다는 것은 상상에서나 가능한 일이었지만 지금은 비행기만 타면 누구나 하늘을 날 수 있는 시절이 된 것처럼 지금 우리가 꿈꾸고 있는 로봇도 언젠가는 현실화되어 나타날 것이다. 이런 꿈의 로봇에 한 발 다가설 수 있게 해주는 연구가 이탈리아의 한 과학자에 의해 성공되어 사람들의 주목을 받고 있다.
철근과 토마토를 구별해 내는 로봇
화제가 되고 있는 것은 스마트 스킨이라는 이름을 가진 지능형 피부이다. 지금 로봇들은 똑같은 일만을 위해 프로그래밍되어 있으므로 프로그램된 것과 다른 성질의 작업을 다루어야 하는 상황이 되면 또다시 프로그램을 작성하고 로봇을 개조해야 하는 문제점이 있다. 바로 이 점 때문에 지능을 가진 로봇이 요구된다. 미래사회에는 지금보다 훨씬 더 많은 부분이 로봇들에게 맡겨질 것이라고 예측되는데 만약 그때도 지금과 비슷한 수준이라면 이런 꿈들은 그저 꿈으로 머무를 수밖에 없다. 예를 들어 부엌에서 이용되는 로봇이 철근과 토마토를 구별하지 못하고 똑같은 힘을 가한다면? 그 뒤에 일어날 일들은 굳이 설명하지 않아도 알 것이다. 때문에 미래의 로봇에게도 가장 뛰어난 감각기관인 사람의 피부와 같은 느낄 수 있는 기관이 필요하게 되는 것이다.
어떤 방향에서 오는 자극도 구별하는 센서를 부착한 것이 스마트스킨 최대의 강점
그렇다면 이런 능력을 제공할 스마트 스킨은 어떻게 만들어져 있는가? 스마트 스킨의 원리는 세상에서 가장 훌륭한 창조물인 사람의 피부를 그 모델로 하고 있다. 사람의 피부는 진피와 표피의 두 겹으로 구성되어 있는데 가장 안쪽에 지방조직과 탄력 섬유가 풍부한 결체 조직으로 되어 있다. 스마트 스킨은 바로 이 이중구조의 장점을 취해서 제작했으며 다층으로 이루어진 이 피부는 두께까지도 사람과 비슷해 대략 동전 하나 정도 된다. 드 로시의 인공피부는 전기가 통하는 겔과 전기의 흐름을 파악할 수 있도록 해 주는 전극층으로 쌓여있으며 이 인공피부는 전극과 센서를 이용해서 사람이 느끼는 촉감과 동일한 효과를 내도록 함으로써 사람의 피부처럼 외부로부터 오는 압력을 느끼게 되고 일단 압력이 가해자면 이곳에 있던 질이 분해되면서 전극 사이의 전압이 변하게 된다. 물건의 압력이 크면 클수록 질의 수축정도가 심해지게 되며 수축정도에 따라 고무풍선과 축구공의 차이를 느끼게 되는 것이다.
로봇의 표면조직에 대한 연구는 로시 씨만 아니라 다른 연구자들도 계속 연구하고 있는 부분이다. 그럼에도 특히 로시 씨의 이번 성과가 주목받는 이유는 바로 센서에 있다고 해도 과언이 아니다. 사물을 보다 섬세하게 감지하는 문제를 해결하기 위하여 로시 씨는 얇은 고무막 사이에 센서를 가진 플라스틱의 표피층을 개발해 냈다. 이 센서들은 핀의 밀리미터 크기 만한 디스크로서 피에조 전기라고 불리는 수정 및 전기식 등의 광물을 압축하거나 늘이거나 할 때 양극에 음양의 전위차가 일어나는 현상으로서 마이크로 폰이나 수화기 등에 주로 사용되는 핀 물질로 만들어져 있다. 이 피에조 전기는 압력이 가해질 때 전하를 발산하는 특성을 가지고 있어서 센서는 점자도 읽을 수 있을 정도로 섬세해진다. 이런 디스크들은 어떤 자극에 대해 표면에 직접 가해지지 않고 비스듬히 충격이 감지되는 잡아당기는 힘도 포함해서 반응을 나타낸다. 현재 존재하고 있는 센서들은 이런 작업을 해낼 수 없어 표면에 수직으로 전달되는 압력에 대해서만 추적하고 측면에서 발생하는 변형이나 손상과 같은 경우에 대해서는 어떤 대비책도 마련되어 있지 않은 것이 현실이었다. 때문에 더 드 로시 씨의 스마트 스킨은 소중한 성과라 하겠다.
인체의 신비를 빨리 밝혀내는 것이 완벽한 로봇 제작의 지름길
로시 씨의 혁신적인 이 개발품은 앞으로 다중 목적을 수행하는 로봇의 고도화된 피부로 이용될 날을 꿈꾸고 있다. 그러나 그가 개발한 이중구조를 이루고 있는 물질들은 서로 부적합해서 함께 작용할 수 없다는 문제점을 안고 있다. 드 로시는 두 층을 분리할 필요를 가지고 있으나 그가 채택한 어떤 물질에서도 그는 자신이 생각하고 있는 가장 얇고 강하면서도 유연성이 있는 물질을 원하는 여러 가지 개념들을 조화시킬 수 없다는 난제를 안고 있다. 만약 그가 개발한 표피의 층들을 결합할 수 있다 할지라도 사람처럼 느끼게 하는 인공피부를 부착한 로봇을 세상에 발표하기까지는 아직은 산 너머 산인 상태다. 로보틱스 엔지니어 즉 로봇 공학에서 해결해야 할 첫 숙제는 사람이 손으로 감지하는 모든 촉각 전보를 어떻게 결합해서 사용하는가 하는 점이다. 나사를 나사구멍에 끼워 맞추는 간단한 일조차도 프로그램을 작성하고 입력해 주어야만 실행하는 로봇들이 사람이 하는 것처럼 아주 가뿐하게 그것도 순식간에 해낼 수 있는 비법은 무엇인가를 찾아내는 것이 로시 씨를 포함한 로봇 공학자들의 과제일 것이다.
과학자들은 로봇을 만들 때 사람을 먼저 연구한다고 합니다. 인간의 오감을 비롯한 신체구조는 정말 어떻게 이렇게 정밀하게 만들어졌나 아직도 밝혀내지 못할 정도로 정보를 전달하는 속도가 아주 빠른데 이를 컴퓨터를 비롯한 기계들이 학습하기에는 아직도 많은 난관이 있을 것 같습니다. 앞으로는 어떤 기술이 또 연구될지 기대됩니다.
