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최근에 안타까운 일이 있었어. 화재를 진압하던 소방관들이, 불화수소산 가스가 새어 나온 공장에서 목숨을 잃었거든. 만약 사람 대신 로봇이 있었다면 어땠을까? 위험에서 사람을 지켜 주는 로봇을 한국과학기술연구원(KIST)에서 연구하고 있대. 이 소식을 듣고 ‘어린이과학동아’가 가만있을 수 없지. 바로 출동~.

아바타 로봇이라고?

우와, 귀엽게 생긴 로봇이다. 그런데 이 로봇이 어떻게 사람을 대신하지…?

영화 ‘아바타’를 봤니? 캡슐에 들어간 사람이 생각하는 대로 아바타가 움직이는 영화 말이야. 아바타처럼 이 로봇들도 사람을 대신해서 움직인단다.
 

흉내쟁이 로봇 마루Ⅲ

마루Ⅲ는 사람이 하는 동작을 그대로 따라하는 흉내쟁이 로봇이야. 센서 16개가 달린 옷을 입은 사람이 움직이면 이 센서가 사람이 어떻게 움직였다는 정보를 컴퓨터로 보내. 컴퓨터는 사람의 움직임 정보를 다시 로봇에게 전달하지. 사람이 왼손을 들고 반갑다는 인사를 하고, 오른손을 내밀고 악수를 하면 로봇이 그대로 따라하는 거야. 마루Ⅲ의 팔과 발에는 힘이 얼마나 작용하는지 알아내 몸의 균형을 조절하는 파란색 센서가 있어. 눈에는 사물을 인식할 수 있는 카메라도 달려 있지. 센서로 얻은 정보를 컴퓨터가 분석해서 로봇이 움직이도록 명령을 내린단다. KIST 실감교류로보틱스연구센터 연구팀은 마루Ⅲ를 위험한 곳에서 사람을 대신해서 활동할 수 있도록 개발하고 있어.

모션캡처 장비

몸에 꽉 끼는 옷에 센서를 달아 사람의 움직임을 정확하게 알아내는 장치야. 위아래옷 전체에 센서 16개가 있지. 이 장비를 입은 사람은 코가
간지러워도 천천히 움직여야 해. 빨리 움직였다가는 로봇이 고장 날 수도 있어서야. 로봇이 사람처럼 빨리 움직이지는 못하거든.

로봇을 원격으로 조종하라!

가까운 곳에서만 로봇을 조종할 수 있으면 위험한 곳에 사람도 같이 가야 할 텐데….

그래서 멀리 떨어진 곳에서도 로봇을 원하는 대로 움직이게 하는 기술도 개발하고 있지. 입체 안경을 써 보렴.

나 대신 학교 가는 로봇?

학교에 간 로봇을 내 맘대로 움직일 수 있다면 나대신 로봇을 학교로 보낼 수 있지 않을까? 너무 꿈같은 이야기라고? 아니야. 이것이 가능하게끔 하는 로봇기술도 개발하고 있거든. 먼 곳, 즉 원격지에 있는 로봇을 조종하는 기술이야. 모션캡처 장비를 입은 사람이 영상으로 로봇의 상황을 보면서 움직이면, 멀리 떨어진 곳에 있는 로봇이 사람처럼 그대로 움직인다고. 화면이 이상해 보이는 건 입체 안경을 써야 제대로 볼 수 있는 3차원 입체 영상이기 때문이야. 로봇이 직접 움직이기 때문에 거리에 대한 감각이 아주 중요하거든.

거리 측정은 적외선으로

거리 정보는 적외선을 물체에 쏜 다음 달라진 값을 측정해서 얻을 수 있어. 아직까지는 장치가 거리 정보를 깨끗한 영상과 함께 보내지 못해서 화면이 선명하지 못해.

위험한 곳은 로봇에게

원격 로봇 조종 기술은 위험한 곳에서 사람을 대신해 유용하게 쓰일 수 있어. 방사능으로 오염된 지역이나 화산 폭발 지역 같이 위험한 지역으로 사람 대신 로봇을 보내 활동하게 하는 거지.

원격 존재 로봇 기술

현재는 멀리 떨어진 로봇이 거리를 알 수 있는 영상과 소리 정도를 알려 주고 있어. 연구를 하면서 기능을 하나씩 추가하는데, 앞으로 로봇 주변에서 나는 냄새 같이 다양한 환경정보를 모두 알 수 있게 할 거래.
 
로봇 기술의 핵심은 사람?

역시 로봇은 대단해!

이걸 보니 사람보다 로봇이 더 멋지고 좋은 것 같아.

둘이 약간 오해하는 것 같은데, 로봇은 사람 흉내쟁이란다.

가위바위보 챔피언 로봇!

가위바위보를 하면 항상 이기는 로봇이 있다는 사실! 우리가 가위바위보를 할 때 뇌에서 손으로 생체신호를 보낸단다. 우리는 잘 모르지만 우리가 뭔가를 할 때마다 우리 몸은 다양한 신호를 주고받고 있거든. 가위바위보 로봇은 이렇게 사람이 주고받는 생체신호를 읽어 내지. 팔에 센서 7개를 달고는 뇌에서 팔 근육으로 전달되는 생체신호로 읽어서 사람이 가위를 낼지 보를 낼지 알아내는 거야. 그리고 이기는 손 모양을 만드는 거지. 그런데 사람마다 생체신호에 차이가 있어서 로봇이 항상 이기려면 먼저 상대방인 사람의 생체신호를 미리 알고 있어야 해. 처음 보는 사람과 가위바위보를 해서는 이길 수 없다는 얘기지. 하지만 사람마다 독특한 특성을 인식할 수 있을 정도로 기술이 발달한다면 멀리서도 그 사람의 생체신호를 읽어서 이길지 몰라.

로봇은 곧 사람이다!

로봇은 사람이 아니라고 생각하는데, 사실은 사람을 그대로 흉내 내는 거래. 가위바위보도 사람이 하는 행동을 잘 알고 이해해야만 로봇이 따라할 수 있거든. 사람을 잘 알수록 그만큼 로봇도 더 잘 만들 수 있대. 로봇 기술의 핵심은 ‘사람’이라는 사실!

전극 3개로 만든 센서

팔을 움직일 때 근육으로 생체신호가 흐르는데, 전극 3개로 만든 센서가 이 신호를 알아채는 거야. 생체신호가 흐르는 팔 근육의 방향에 따라 전극 3개가 나란히 놓여야 센서가 정확하게 반응해. 참고로 어린이는 생체신호가 어른에 비해 약하기 때문에 신호를 감지하는 정도를 세게 해야 해.

로봇이 무척 재미있는데, 우리도 로봇과학자가 돼 볼까….

호준이나 나연이 같은 친구들이 많아질수록 만화영화 ‘태권V’에서처럼 사람과 똑같이 태권도를 하는 로봇을 빨리 볼 수 있을 거야