공격하는 로봇? 아니 공존하는 로봇
인류와 함께 공생하고 공존하게 될 로봇
안녕하세요. Pen잡은루이스입니다.
오늘도 역시 이렇게 글 하나를 남깁니다. 그간 인공지능, 나노테크놀러지, 5G, 우주 등 제가 전혀 알지 못했던 분야에 대해 열심히 찾아보며 글을 작성해왔는데요. 어느새 8번째 글이 되었네요. 대단하지는 않더라도 이 분야에 관심이 있는 모든 사람들에게 정보로서 잘 전달이 되었으면 합니다.
매일 같이 수많은 차량들이 한강의 대교를 넘나들고 서울 한복판 주요 도로 위는 늘 복잡해 정신이 없을 정도다. 출퇴근길 러시아워에 운전을 하다 보니 다소 격해질 때가 제법 있다. 한가로운 주말, 복잡한 서울을 빠져나가 외곽으로 점차 진입하게 되면 고층빌딩은 사라지고 넓은 대지 위에 늘어선 거대한 공장들을 종종 볼 수 있다. 보통 서울에 본사를 둔 제조사들은 각 지역의 값싼 대지 위에 공장을 짓고 물품을 생산한다. 제작이 완료된 물류들은 대형 트럭에 실려 이 곳 저 곳으로 유통이 되는 구조가 우리가 익히 알고 있는 ‘생산 또는 제작-유통’ 과정이다.
기계를 이용한 산업화. 출처 : https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_Revolution18세기 일어난 1차 산업혁명은 증기기관을 활용한 거대한 산업화를 의미하는데 당시 ‘기계화’를 통한 생산 능력은 말 그대로 혁명이었다. 사람의 손을 거쳐 만들어진 ‘수제품’은 증기기관을 활용한 기계가 도입되면서 물건을 생산하게 되었다. 그만큼 대량으로 물류를 생산하고 사람들은 온전히 다른 일을 할 수 있도록 변화한 것이다. 1800년대 후반에는 이러한 기계화에 전기 에너지를 활용했다. 증기기관 및 기계를 통한 생산은 더욱 가속화되어 2차 산업혁명을 이뤄냈다. 컴퓨터 공학을 적용한 3차 산업혁명에는 생산 자체가 자동화로 변모했다. 그리고 인류는 4차 산업혁명을 맞이하게 된다. 로봇과 인공지능을 적용한 결과 대량 생산은 물론 산업 현장의 구조와 시스템 자체가 크게 변화하고 있는 시대가 되었다. 겉보기에는 사람들을 보다 안락하게 만들어줄 혁신이자 키워드 그대로 혁명이긴 하나 점차 사람의 일자리가 줄어들고 있다는 측면으로 보면 세상의 급변이 아주 달콤하지는 않은 듯하다.
세상에 존재하는 모든 물품들을 생산하는 사람들은 보통 전국 각지의 대형 공장에서 교대로 근무하곤 한다. 컴퓨터에 입력된 생산 과정을 기계에 탑재해 루틴한 업무를 오차 없이 진행할 수 있도록 했으니 사람과 로봇이 공동으로 작업하게 되는 모양새가 되었다. 로봇이 사람들의 일자리는 ‘빼앗는다’고 보는 측면도 있지만 ‘함께 한다’는 의미에서 본다면 어떨까? 그리고 이러한 로봇들이 인간의 라이프 스타일을 한층 더 높여줄 수 있다면 우리 미래는 감히 ‘유토피아’라 해도 되는 걸까?
인류, 로봇 시대를 맞이하다
인간의 지성을 뛰어넘는 인공지능을 개발해 가장 상위 영역에 배치하고 이를 인터넷과 연결한다. 자신의 위치와 환경을 감지할 수 있는 센서와 카메라를 두 눈에 배치하고 사람의 명령을 듣고 답할 수 있는 마이크와 스피커를 장착한다. 손가락을 포함한 각 관절에 동력을 부여하고 인간처럼 직립보행이 가능할 수 있도록 구현한다. 당연히 이 모든 것의 근본적인 에너지를 뿜어낼 수 있는 고용량, 고성능의 배터리로 있어야겠다. 상상만 해도 꽤 무거울법한 장비들이 구현하게 될 로봇은 그리 멀지 않은 미래에 우리와 함께 생활을 하게 될지도 모른다.
스스로 움직이며 거실에 널려있는 먼지를 흡입하고 청소하는 로봇 청소기나 제품을 조립하거나 생산하는 자동화의 근본이 되는 산업용 로봇, 방금 끝난 경기에 대한 기록이나 증시 정보를 작성하는 기자 로봇까지 로봇의 종류는 매우 폭이 넓은 편이다.
루마니어의 ‘Robota'라는 말은 '힘든 일', '노역'이라는 의미로 쓰이고 체코에서는 ’힘들고 하기 싫은 일‘이라고 표현한다고 한다. 결국 인류가 꿈꾸는 '로봇(robot)'의 의미는 사람들이 힘들어하는 일들을 대신해줄 수 있는 ‘기계’로서의 의미가 더 크다고 볼 수 있겠다. ‘하기 싫고 귀찮은 일’의 의미보다는 다소 위험할 수 있는 산업 현장 또는 사람들보다 신속, 정확하게 처리할 수 있는 일들을 기계가 대신해주는 경우로 보면 좋을 것 같다. 단순 노동을 하는 기계에 이어 컴퓨터와 로봇 공학이 발전하게 되면서 보다 정교한 임무를 수행하는 로봇 기술로 발전하기에 이르렀다.
카이스트(KAIST)에서 개발한 세계적 물리학자 알버트 아인슈타인(Albert Einstein)의 닮은꼴, ‘알버트 휴보(Albert Hubo)’는 키 120cm, 무게 55kg의 휴머노이드 로봇으로 2004년 만들어졌는데 휴보의 초기 모델에 아인슈타인의 얼굴을 입혀 얼굴 근육도 움직일 수 있도록 모터를 탑재했다. 2005년 부산에서 열린 APEC 정상회담에 휴보를 선보여 우리나라의 과학기술을 소개하기도 했다.
휴머노이드, 아틀라스
지금 이 시대의 로봇은 어떻게 변모했을까? 보스턴 다이나믹스(Boston Dynamics)가 개발한 휴머노이드 로봇 ‘아틀라스(Atlas)’는 어색하면서도 지극히 기계스러운 걸음마가 아니라 매우 자연스럽게 뛸 수 있는 기능을 가졌다. 보스턴 다이나믹스는 아틀라스를 두고 ‘세계에서 가장 역동적인 휴머노이드’라고 표현했다. 아틀라스의 신장은 150cm, 무게는 75kg이다. 자율주행 자동차의 기반이 되고 있는 라이다(LiDAR) 센서를 탑재했다. 가장 중요한 것은 기계의 장비가 워낙 무겁고 부피 또한 크게 차지할 수 있는데 3D 프린팅 기술을 활용해 최적의 상태로 만들었다. 기계가 넘나들 수 없는 공간이나 지형도 라이다 센서와 유연한 관절을 활용한다. 아틀라스가 사람처럼 조깅하는 것은 기본이 되었고 높은 계단도 오를 수 있도록 구현되어 한층 더 업그레이드되기도 했다. 과학정보를 제공하는 ‘라이브 사이언스(Live Science)'에서는 아틀라스의 점프 실력을 ’파쿠르‘로 표현하기도 했다. 파쿠르(Parkour)란 도시나 자연환경 속에 존재하는 수많은 장애물이나 시설을 활용해 효율적으로 이동할 수 있는 훈련 방법이라고는 하나 보통의 인간도 오랜 시간 훈련해야 가능한 ’곡예‘ 수준의 액티비티다. 물론 아틀라스가 수행하는 능력은 인간의 파쿠르와 비교하긴 어렵다.
Atlas by Boston Dynamics 출처 : mashable기사를 작성하는 로봇 기자
위키피디아에 따르면 데이터의 정확성과 신뢰도를 유지하고 컴퓨터의 알고리즘을 이용해 자동으로 작성하는 기사를 지칭해 ‘로봇 저널리즘’이라고 한다. 축구 경기에서 일어나는 시간 흐름과 골, 유효슈팅, 경고 및 퇴장 등의 데이터를 수신하고 이를 토대로 기사를 쓰는 로봇 뉴스가 실제로 존재했다. 영국 프리미어리그를 인공지능 알고리즘이 자동으로 경기의 데이터를 수집해 기사를 작성하고 실제 배포하는 서비스를 국가기간통신사인 연합뉴스에서 2017년 7월 베타 서비스로 진행했다. 스웨덴 웁살라 대학(Uppsala Universitet)에서 응용 수학을 가르쳤던 데이비드 섬프터(David Sumpter) 박사가 개발한 사커 봇은 경기 결과를 예측하는 프로그램이었는데 위에서 언급한 로봇 뉴스와는 다른 분야의 로봇임을 참고하기 바란다.
스포츠 경기를 분석하고 기사화하는 로봇과 더불어 증시를 분석해 시황이나 증권 정보를 제공하는 증시분석 전문기자 로봇도 존재한다. 우리나라의 전자신문이나 파이낸셜뉴스에서도 이러한 기능을 통해 기사를 제공하고 있다. 우리가 외형적으로 생각하는 로봇과 분명 차이가 있지만 향후 로봇에게 탑재될 인공지능과 데이터를 감안하면 반드시 짚고 넘어가야 할 영역이다. 증시 정보를 작성하는 로봇 기자들은 국내 기업인 씽크풀(thinkpool, 김동진 대표)의 로봇시스템을 활용한 것인데 주식 정보는 물론 기업의 IR 정보에 이르기까지 데이터를 축적해 활용하는 데이터 사이언스라고 한다. 다만 자연어로 기사를 처리하는 방식은 정제된 데이터를 어떻게 활용하는 것이냐는 또 다른 이슈인데 지속적인 기계 학습이 이뤄져 전문성이 있는 기사를 쓸 수 있기 때문에 실제 사람을 대체하고 있는 상황이다.
네이버랩스의 로보틱스
다시 기계적이고 외형적 측면의 로봇으로 돌아와 다른 사례를 살펴보자. 우리나라의 포털 기업인 네이버는 네이버랩스라는 연구조직을 통해 자율주행 자동차와 로봇을 연구해왔다. 네이버랩스는 2017년 1월 별도 법인으로 분사했고 로보틱스와 인공지능 기반의 서비스 로봇 플랫폼 개발을 주도해온 석상옥 리더를 대표로 선임한 바 있다. 생활환경 지능(ambient Intelligence) 기반으로 작동하는 제품군과 서비스를 개발하는데 중점을 두고 있다. 네이버랩스의 첫 로봇은 실내를 자유롭게 주행하면서 생활공간이나 공공장소의 데이터를 수집하고 이를 디지털화하는 목적으로 만들어졌다. 지도를 만든다는 의미로 ‘Mapper"의 이니셜을 따와 ’M1'이라고 지었다. 카메라는 물론 3차원 레이저 스캐너가 장착되어 코엑스와 같이 대형 장소의 공간을 스캔하고 이를 도면으로 만든다는 것이다. M1으로 시작된 네이버랩스의 로봇은 더욱 진화했다. 2017년 한 해 동안 특허출원만 무려 56건이었다. 주요한 연구 결과물 중 하나가 ‘에어 카트(Aircart)'인데 근력증강 웨어러블(pHRI, physical Human-Robot Interaction)이라고 해서 손잡이에 달려있는 힘 센서가 사용자의 조작하고자 하는 의도를 파악해 움직임을 제어한다. 즉 오르막 길에서는 밀어내는 힘을 측정하고 내리막길에서는 잡아당기는 힘을 파악해 움직인다는 것이다.
Air Cart by Naver Labs 출처 : naverlabs.com네이버는 로보틱스의 연구 과제와 다양한 기술력을 미국 라스베이거스에서 개최된 CES(International Consumer Electronics Show)에서도 여러 차례 소개한 바 있다. 2019년 1월 열린 'CES 2019'에서 네이버랩스는 또 다른 혁신을 선보였다. ‘트랜스포머’와 같이 자동차로 변신하는 로봇처럼 상황에 맞게 외형을 변화시키는 기술이다. 이른바 ‘형상 가변 로봇’이라고 해서 어떠한 지형도 무리 없이 이동할 수 있는 능력을 지녔다. MIT의 바이오메틱 로보틱스 연구소(Biomimetic Robotics Lab)에서 개발한 치타 로봇을 더욱 업그레이드한 느낌이다. 치타 로봇은 시속 8km로 달리다가 눈 앞에 보이는 약 0.5미터의 장애물도 단숨에 뛰어넘을 수 있다. 참고로 MIT는 생체 즉 동물들의 움직임을 모방해 이를 로봇공학과 접목시킨 다양한 로보틱스 플랫폼을 연구하고 있다. 네이버의 형상 가변 로봇이 현실화되면 마치 영화의 한 장면을 보는듯한 느낌이 들 것 같다. 자유롭게 계단도 오르내릴 수 있고 지상에 닿으면 바퀴가 나와 주행도 가능한 로봇처럼 말이다. 차가 막힐 때는 네 발이 뻗어 나와 성큼성큼 앞으로 나아갈 것만 같은 느낌이다. 상상만 했던 일이 현실이 되고 있는 것이다.
네이버랩스의 형상 가변 로봇과 더불어 업계가 가장 주목한 분야는 ‘브레인 리스 로봇(Brainless Robot)'이다. 첨단 인공지능을 탑재하고 인터넷을 수신할 수 있는 기기를 로봇의 머리가 되는 상단 영역에 배치한다는 의미로 앞서 언급한 바 있지만 브레인 리스 로봇은 5세대 이동통신이 구현되면 이러한 영역이 없이도 구동이 가능하다는 것이다. 5G 시대가 도래하게 되면 엄청난 용량의 동영상을 순식간에 다운로드할 수 있다는 점은 물론이고 사물인터넷과 VR(가상현실) 시장이 보다 활발하게 변모할 것이라는 예측은 있었지만 로보틱스와 접목이 될 줄은 몰랐다. 스위스의 로봇 협회가 운영하고 있는 사이트 ’ 로보 허브(Robohub)'에서는 5세대 이동통신의 상용 서비스가 2020년이면 일본과 한국에 출시될 것이라고 했다. 중국, 유럽 그리고 미국에 출시하는 것보다 몇 년은 더 빠르다고 전했다. 이미 알려진 것처럼 5세대 이동통신의 가장 큰 장점은 초고속은 기본이고 초연결과 초저지연성이다. 쉽게 말하면 명령을 내린 이후 명령에 대한 신호가 통신으로 전달되어 수행하는 과정을 모두 포함하는데 이러한 '초저지연성‘이 5G의 가장 큰 특징이기도 하다. 네이버랩스가 구현한 ’브레인리스‘ 로봇의 ’브레인‘ 역할을 하는 영역은 모두 로봇 몸체와 떨어져 외부에 존재하게 된다. 클라우드 기반으로 로봇을 제어한다는 측면에서 여러 대의 로봇을 일괄적으로 움직일 수도 있고 무엇보다 로봇마다 반드시 들어가야 할 프로세서를 하나씩 넣지 않아도 된다는 점이 꽤 매력적이다. 물론 5G라는 통신 체계와 광활한 클라우드의 기술 역시 모두 포괄해야 하므로 2020년 이후에 안착될 5세대 이동통신이 우선적으로 자리 잡아야겠다.
농촌의 풍경을 바꾸게 될, 팜봇의 탄생
이미 기계화가 자리 잡은 공장에서 물품의 생산과 제조를 담당하는 로봇은 쉽게 볼 수 있는 풍경이 되었다. 일상생활에서 로봇을 보는 일은 ‘로봇청소기’를 제외하곤 아직까지 흔하지 않지만 이제 곧 농촌에서도 기계화가 일어날 수 있을 것 같다. 이른바 ‘팜봇(FarmBot)'이라 불리는 농촌진흥청의 영농기술 자료에 따르면 ’접목‘ 기술 자체를 구현할 수 있는 접목 로봇이 존재하고 있고 식물이 자란 키나 잎의 면적 등을 자동으로 측정하고 분석하는 자동 생육 측정 시스템에도 카메라와 로봇 팔이 장착되어 점차 스마트 팜으로 진화하고 있다고 했다. 더불어 한우 농가에도 송아지에게 젖을 먹일 수 있는 젖먹이 로봇도 등장해 기계 도입 이전보다 훨씬 많은 소들을 사육하고 있다고 전했다.
기본적으로 살아있는 생물들과 사람 그리고 로봇이 공존하면서도 생산성과 품질을 높여야 하는 것이 주된 목적일 것이다. 값 비싼 장비에 대한 부담감이나 실제로 로봇을 사용해야 하는 농민들의 학습도 필요하다. 또한 해외에서 개발된 농기계가 국내 환경에 맞게 최적화되어야 실질적인 활용이 가능하다고 볼 수 있다. 비료나 농약 등 농업을 위해 쓰이는 필수적인 것들을 최소화하면서도 최적의 상품을 재배해야 하고 날씨나 병해충과 같은 외부요인에 대한 분석과 관리를 로봇이 대신해줄 수 있을 것 같다. 이른바 ‘정밀 농업(precision Agriculture)'이라 불리는 새로운 농업기술은 위에서 언급한 것을 모두 아우르는데 정밀한 측정과 최소한의 인력과 적은 시간을 투입해도 생산량을 최대화하는 방식을 말한다. 제조업이나 ICT 분야의 산업이 각광받는 시대에 농촌과 농업을 하는 인구들 역시 줄어들고 있다. 이와 더불어 UN 산하의 식량농업기구(FAO)는 2050년 즈음 전 세계 인구는 100억, 현재를 살고 있는 우리의 식량보다 약 70% 이상은 더 많이 필요하다고 언급했다. 식량 부족으로 인한 사태가 더욱 커지지 않으려면 스마트팜과 정밀 농업 기술 그리고 팜봇으로 인한 로봇 대중화가 보다 앞당겨져야 미래를 대비할 수 있지 않을까? “아직도 먼 이야기”라고 할 수도 있지만 우리 다음 세대를 위한 것이라면 우리는 지금부터 준비해야 한다.
맺는말
이처럼 로봇은 다양한 산업 분야에서 이미 활용되고 있거나 일상생활 등 많은 부분에 영향을 끼치게 될 것이다. 인공지능이 발달하면서 로봇의 능력도 더욱 고도화될 것이고 이로 인해 사람의 편의를 도모하고 인류가 풀지 못한 난제들과 위협에서 벗어나게 해주리라. <터미네이터>와 같이 인간을 위협하는 인공지능과 파괴적인 로봇의 등장은 사실 너무 앞서간 픽션이다. 인류의 손으로 개발한 인공지능, 이를테면 알파고와 같은 AI가 인간의 지성을 뛰어넘을 정도로 급격하게 발달한 것은 자명한 사실이지만 영화처럼 핵전쟁을 일으키거나 인간을 지배하려고 하는 거대한 그림을 그린다는 것은 인공지능이 ‘생각’을 한다는 것인데 기본적으로 인간의 뇌와 기계 학습이 이뤄지는 로봇의 인공지능 영역은 너무 다른 차원이다. 지난 3월 11일, 대구광역시 소재의 엑스코(EXCO)에서 인간과 로봇 기술의 관계를 연구하는 학술대회가 열렸다. 이 컨퍼런스의 기본적인 토대는 로봇의 인간에 대한 위협이 아니라 인간과 로봇이 파트너이자 협력하는 차원의 ‘상호작용’을 이야기한다. 말 그대로 로봇이 인류를 위해 도움을 준다는 의미다. 픽션이라 할지라도 <범블비>와 같이 우리를 보호해주고 지켜주면서도 인간이 흘리는 눈물에 공감하는 온전히 친인류를 위한 로봇이 등장하길 바란다.
Bumblebee. 출처 : vox.com<키워드>
※ 휴머노이드(Humanoid) : 기본적으로 인간으로서 갖춰야 할 신체구조와 유사한 형태를 지닌 로봇을 뜻한다. 인간의 지능이나 행동, 감각 등을 모방해 인간을 대신할 수 있거나 인간과 상호 작용하여 인류를 위한 서비스를 제공하는 것을 목적으로 삼는 기계를 일컫는다. ‘안드로이드’나 ‘사이보그’라는 키워드도 휴머노이드와 함께 존재하는데 안드로이드(Android)는 SF 소설이나 영화 속에서 등장하는 인조인간을 말하며 사이보그(cyborg)는 인공두뇌학을 의미하는 ‘사이버네틱(cybernetic)’과 유기적 조직을 말하는 ‘오거니즘(organism)'을 합친 말이다. 생물학적인 유기체와 기계 장치의 결합체로 특수한 인공 장기나 특별하게 개발된 의족이나 의수를 연결한 병리학적이라는 의미에서 개조 인간을 지칭하기도 한다.
※ 아래 내용을 참고했습니다.
- <재미있는 발명 이야기>(2013.12.10), 허정림, 장유정 등(가나출판사)
- Boston Dynamics(https://www.bostondynamics.com/atlas)
- <humanoid Robot Atlas Can Now Do Parkour and That's Not at All Terrifying>(2018.10.12) : livescience.com
- 연합뉴스 프리미어리그 로봇 뉴스, soccerbotyonhapnews.co.kr/robot
- 씽크풀 홈페이지, thinkpool.com
- 네이버랩스, www.naverlabs.com
- <Dynamic Locomotion for the MIT Cheetah 2>, biomimetics.mit.edu
- <5G fast and ultra-low latency robot control demonstrated>(2017.10.13), robohub.org
- <한국형 스마트 온실 기술이 한자리에>(2018.8.14), 농촌진흥청 보도자료
- <한우 스마트팜 적용 농장, 생산성 ‘쑥쑥’>(2018.9.20), 농촌진흥청 보도자료
- Food and Agriculture Organization of UN(식량농업기구), fao.org
