스위스 시계수공예를 통한 학습가능한 로봇 개발

스위스 시계수공예를 통한 학습가능한 로봇 개발

로봇산업계는 로봇의 정교함을 향상시키기 위해 계속적인 노력을 하고 있음. 스위스 연구자들은 로봇에게 수공기술업자의 움직임과 사고방식을 학습시키기 위해 시계제조학교를 방문함.

사람이 핸드메이드 스위스 시계를 제작하기 위한 정교한 기술을 습득하는데 일반적으로 4년 정도가 소요됨. 이는 정밀한 기계를 다루기 위한 감각을 함양하는 데에 많은 시간이 소요되기 때문임. 아직까지 로봇은 이러한 수준의 섬세한 세공능력을 확보하지 못한 상황임. 로봇은 아직까지 유연한 재료들을 다루는 일들을 수행할 수 없음. 와인잔과 같은 깨지기 쉬운 물건을 포장하는 일 등은 인간과 같이 외부사물을 감지하고 느낄 수 있어야 가능함.

ERC의 지원을 받고 있는 스위스 로잔공과대학의 오드 빌라르드(Aude Billard) 박사 연구팀은 수작업과 관련하여 어떻게 인간과 로봇의 격차를 줄일 수 있는지에 대한 연구를 진행하고 있음. 오드 빌라르드 박사는 로봇연구자들이 어떻게 인간이 일반적 감지영역 너머의 작업을 수행하는지 이해해야한다고 주장함. 시계공예의 경우, 인간은 마이크로 수준에서 정교함을 잃지 않고 움직이고 힘을 조절해야하는데 이는 결코 쉬운일이 아님. 오드 빌라르드 박사가 출발한 문제는 어떻게 인간이 감각계의 수많은 방해요소 들을 극복하고 팔이나 손가락을 정확하게 위치시킬 수 있는지에 대한 것임.

한 가지 가설은 인간은 단순화한다는 것임. 예를 들어 우리는 관절이 일정한 방향으로 움직이는 것을 제어하면서 특정 촉각에 집중하는 방법을 터득할 수 있음. 또한 수행해야하는 작업에 따라 감각적 자료들을 선택적으로 받아들일 수 있음. 오드 빌라르드 교수는 초보 운전자는 주변의 모든 일에 주의를 기울이는 반면 숙달된 운전자는 모든 것에 주의를 기울이는 것은 아니라는 점을 예로 제시함. 숙달된 운전자는 상황에 따라 브레이크 페달에 가해져야하는 적절한 힘을 무의식적으로 조절할 수 있음.

이와 같은 발견은 오드 빌라르드 교수가 시계수공업에 관심을 가지게 함. 오드 빌라르드 교수의 연구팀은 스위스의 유명한 시계학교 수련생들을 대상으로 연구를 진행하였음. 수련생들은 반복을 통해 점차적으로 세밀한 시계 수공에 필요한 정밀성을 습득하였음. 또한 연구팀은 수련생들의 손가락 위치, 손가락에 가해지는 힘 등을 측정할 수 있는 센서를 개발하였으며 수련생들의 팔의 근육의 전기적활성을 측정할 예정임.

오드발라르드 교수는 로봇에게 시계를 만드는 방법을 가르치는 것이 목적이 아니라 로봇이 수공예 능력을 확보하는 방법 및 그것을 세밀하게 조절하는 방법을 가르치는 것이 목적이라고 밝힘.

또한 연구팀은 로봇이 대상의 움직임에 반응하도록 하는 소프트웨어를 개발하였음. 이를 통해 로봇이 움직이는 대상을 잡을 때 정확한 방향으로 함께 움직이면서 물체를 잡을 수 있음. 오드 발라르드 교수는 움직이는 물체를 잡는 것과 시계를 만드는 것은 굉장히 달라 보일 수 있지만 결국 두 경우 모두 사람들이 경험을 통해 배우게 되는 정확한 자세나 준비 등과 관련된 것이라는 점을 강조함. 오드 발라르드 교수는 시계를 작업의 약 80%는 정확한 손의 위치를 확보하는 것과 관련이 있으며 그 것이 확보되면 나머지 작업들은 빠르게 이루어질 수 있다는 점을 강조하며 사전 준비가 가장 중요한 부분이라는 점을 지적함.

 

연구팀의 최종 목표는 한 업무를 단순히 수행하는 것이 아닌 여러 가지 다른 업무를 터득하여 수행할 수 있는 로봇을 만드는 것임.

 

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Heewon Shim

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