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차펙이 만들어낸 '로봇'은 인류를 멸망시키는 기계인간이었다. 그러나 70년대 이후 산업계에서 활발하게 이용되는 로봇은 인간을 대신해 힘든 일을 해주고 생산성을 높이는데 기여한다. 최근 인간과 비슷한 지능을 가진 '지능로봇'에 대한 연구가 활발한데…

공상과학영화에서 으레 등장하는 로봇(robot)의 역사는 생각보다 오래되었다. 인간이 자동기계에 대해 상상하기 시작한 것은 노예제도가 한참인 고대 그리스시대였다.

노예에게는 일정 정도 이상의 노동을 시킬 수가 없었다. 그리고 항상 복종하기는 하지만 감정이 있는지라 때론 의외의 반란을 일으키기도 하였다 스파르타쿠스의 반란에서 보였듯이 노예들, 특히 덩치 큰 검투사 출신들의 반란은 생각보다 골치아팠다. 그래서 감정이 없고 일만 열심히 하는 기계인간에 대한 바람이 싹트기 시작했다.

전설에 의하면 그리스시대와 중국 은(殷) 주(周)시대에도 말하고 생각하는 로봇이 있었다고 한다. 한 황후가 그 기계에 매료되어 이를 시기한 황제가 그것을 파괴했다는 전설이 있다. 그러나 말히는 기계 인간의 제조비법에 관한 이야기는 입담좋은 사람들이 꾸며낸 이야기에 불과하다.

자동기계에 관한 최초의 노력은 인간의 지능적인 역할을 대신 시켜보는 것이었다. 769년 독일의 볼프강 폰 캠벨렌은 체스를 두는 기계를 만들었다고 세상에 떠들었다. 그의 목표는 황제나 영주들에게 그 기계를 보여준 뒤 돈을 우려내는 것이었다. 프리드리히 대왕은 기계를 보고 감탄을 금치 못 하면서 그 기계연구에 많은 자금을 지원하도록 대신들에게 명령하였다. 그러나 그 기계는 일종의 사기였다. 조그마한 몸집의 사람이 그 속에 들어가서 은밀한 신호를 받아서 체스를 둔 것이다.

아시모프 로봇시리즈를 현실로

로봇이라는 말은 1920년대 체코 극작가인 카렐 차펙의 희곡 'R.U.R'(Rossum's Universal Robots)에서 처음 등장했다. 이 작품속에서 로섬이라는 사람이 기계인간을 만들었는데, 그 이름은 체코어로 '강제노역'이라는 뜻의 로보타(robota)에서 따온 것이다. 이 희곡은 온순한 기계인간에게 한 과학자가 감정을 넣어줌으로써 기계들이 대반란을 일으키게 된다는 내용이다. 이 작품의 배경은 제1차 세계대전이 끝난 직후 탱크나 자동화기들이 인간에게 해악을 끼친다는 바탕에서 나온 것이었다. 그 시대 사람들에게 자동기계는 대단히 위험하고 우악스럽게 생각됐을 것이다.

로봇이 실제로 응용된 것은 2차 대전이 발발하면서였다. 그 발단은 적기를 격추시키기 위한 대공포자동제어장치에서부터 시작되었다. 당시 고사포 제어장치는 각 고사포병의 손과 손에 의해서 작동되는 수동식이었다. 약간 구름이라도 낀다면 대공포는 완전히 장식용이 되고 말았다. 1942년 데이비드 파킨슨에 의해서 완성된 전기식 아날로그 M-9 조준기는 하늘의 불침번이 되었다. 90㎜의 위풍을 자랑하는 포가 윙윙거리며 하늘을 지켜보는 광경은 무척이나 믿음직했을 것이다. 1944년 독일은 마지막 남아있는 로켓포인 V-1을 모두 영국 런던을 향해 쏘았다. 그러나 M-9 덕택에 V-1의 약 90%는 도중에서 격추되고 말았다. 마치 걸프전에서 패트리어트 미사일이 이라크의 스커드미사일을 속속 격추시켰듯이.

현대산업에서 로봇이 없는 공정은 상상할 수 없다. 예를 들어 2백 여명의 용접공이 할만한 일을 50대의 로봇이 대신한다. 현재 일본은 약 1만2천대의 로봇을 가지고 있다. 그리고 1990년대 말에는 1년에 4조달러 가까운 돈이 로봇산업에 투자될 것이라고 한다.

로봇을 이용하면 어떤 점이 좋을까. 먼저 정확하다는 것이 일에 투입히는 가장 큰 이유이다. 두번째로는 사람이 일할 수 없는 열악한 환경에서도 일을 할 수 있다는 점이다. 그리고 노동조합을 만드는 위장취업 로봇 따위는 없기 때문에 자본가들의 구미에는 딱 들어 맞는다. 게다가 봉급을 올려달라고 파업이나 태업도 하지 않으니까.

로봇이 처음 산업계에 등장한 것은 조지 데벌과 앵겔버거의 연구 때문이었다.

2차대전이 한참 진행될 때 데벌은 레이더 교란장치를 만들고 있었다. 데벌은 그 사업을 하면서 어떻게 하면 자동적으로 선반이 움직이면서 공구를 깎을까에 대해서 연구해 보았다. 그러나 특허를 얻어낸 기계는 너무 복잡해 상업적인 성공을 거두지 못하였다.

사실 그때만해도 대량생산의 정도가 지금과는 비교가 되지 않을 정도로 소규모였다. 그리고 노동자들의 임금이 적었으므로 비싼 기계를 들여다 사업을 벌일 생각은 없었다. 그래도 데벌은 굽히지 않고 노력을 기울여 프로그램 제어식 자동선반을 만들어낸다. 이 원시적인 로봇은 어깨와 한팔, 손으로 구분되어 있고, 아귀에는 톱 드릴 드라이버 용접기 집게 등 교체가 가능한 도구로 채워져있었다. 이후 항공회사의 책임 연구원인 앵겔버거를 만나, 무엇이든지 들 수 있는 로봇 팔에 관해서 연구하기 시작했다. 이때 앵겔버그의 창의력을 뒷받침한 것은 아시모프의 공상 과학소설인 로봇시리즈였다. 아시모프의 머리속에서 떠돌던 로봇이 생명을 얻기 시작한 것이다. 의기투합한 두사람은 모험자본가를 찾아내어 드디어 유니메이션사를 설립한다.

미국은 시큰둥, 일본은 열광

1970년대까지만해도 로봇의 정밀도는 지금과는 비교할 수 없을 정도로 낮았다. 즉 로봇은 다른 기계와 통신을 하지 못하고, 그저 정해진 동작만 반복하였다. 유니메이션사에서 만든 최초의 로봇은 주물공장용 로봇이었다. 시뻘겋게 달아오른 주물을 꺼내어 물통속에서 식히는 것이 로봇의 주된 역할이었다. 첫번째 구매자는 제너럴 모터스(GM)였다. 그러나 30대 밖에 팔리지 않아서 유니메이션사는 고전을 면치 못했다. 앵겔버그는 열심히 TV프로에 나가서 로봇의 시대가 곧 개막된다고 알렸으나, 사람들의 반응은 시큰둥했다.

그들이 발견한 산업로봇의 위대한 능력을 재빨리 알아 차리고 사업을 먼저 벌인 것은 일본이었다.

일본 정부는 1967년 앵겔버그를 초청하였다. 일본에 도착한 앵겔버그는 일본인들의 로봇에 관한 열의를 보고 깜짝놀랐다. 미국에서는 겨우 10여명 안팎의 사람을 놓고 이야기를 하였으나, 강당에 모인 일본인 사업가 과학기술자들은 모두 7백명이 넘었다. 주최 측에서는 강연자가 무안하지 않도록 미리 3명의 전문가를 대기해 놓았으나 그것은 기우였다. 강연은 5시간동안 진행되었고 그 결과 가와사키 중공업과 유니메이션사는 기술협약을 맺게 된다.

미국에서도 서서히 로봇이 퍼지기 시작하여 용접로봇이 70여대 정도 GM으로 팔려나가게 된다. 곧 유니메이션사는 프로그램식 만능 집기인 PUMA(Programmable Universal Machine for Assembly)를 만들어 GM에 판매하게 된다.

자동차산업에서 로봇은 엄청난 힘을 발휘하기 시작했다. 특히 용접과 열악한 환경의 도장(painting)작업에서 로봇은 큰 힘을 발휘하여 생산력과 경제성을 크게 올린다. 왜냐하면 로봇은 방진마스크나 피부병을 걱정할 필요가 없었고, 공장에 불을 켤 필요도 없었기 때문이다. 그러나 이 성능만으로 만족할 수는 없었다. 1980년대 들어 로봇은 또 한번의 커다란 진보를 맞이하게 되었다.

70년대의 로봇과는 달리 80년대 로봇은 감각기관을 가지고 있었다. 예를 들어 고정된 동작을 하는 로봇은 부품이 가지런한 상태에서 조금만 비뚤어져 있어도 헛손질만 하였다. 따라서 부품을 가지런히 놓는 작업을 사람이 따로 해야만 했다. 그러니까 그렇게 놀랄 정도로 편리한 것은 아니었다. 그리고 일을 하면서도 어느 정도 잘 되었는지 감시하는 것도 필요했다.

예를 들어 가스통을 용접하기 위해서는 작업 중간 과정마다 코를 킁킁거리면서 가스가 새는지를 체크해 보는 로봇이 필요했다. 좀더 효율적으로 로봇 시스템을 운영하기 위해 CIM(Computer-lntegrated Manufacturing)이라는 새로운 기술이 나타났다. 로봇들도 한 가지만 있는 것이 아니고, 공장장로봇(컴퓨터) 작업반장 기능공 검사원 등으로 나누어졌다. 공장자동화가 시작된 것이다. 공장작업의 전산화는 공장의 운영에 획기적인 발전의 전기를 마련 해주었고, 다른 기업들과의 경쟁에서 우위를 보장해주는 마술과도 같은 기법이었다.

강철손목을 가진 피아니스트

1983년 컴퓨터과학의 메카인 카네기멜론 대학에서 괴상한 로봇이 소개되었다. 팽이 모양을 한 키가 3피트 되는 이 기계는 전기를 넣어주자 콩콩거리면서 온 방을 뛰어다녔다. 받침대에 해당되는 발은 외발이었다. 그러니까 전기로 움직이는 스카이콩콩이었다. 그 동력원은 전기펌프로부터 내보내지는 압축공기인데 외발로 바닥을 쳐서 균형을 잡았다. 비틀거리면서도 넘어지지 않고 바쁘게 뛰어다니는 것은 무게중심을 자꾸 바꾸어 주었기 때문이다. 마치 빨리 달리는 자전거가 도리어 평형을 취해서 넘어지지 않듯이.

새로운 로봇의 시대가 개막되었다. 이제 로봇은 한정된 환경에서만 동작하는 것이 아니라, 일반적인 환경에서 인간과 공생할 수 있게 되었다. 공상과학소설에서나 이루어질 일들이 벌어지기 시작한 것이다.

인류 최초의 자동보행기를 만든 사람은 통계학에서 체비셰프의 부등식으로 유명한 수학자 체비셰프였다. 그러나 그것은 손가락 높이의 문턱도 넘지 못하는 장난감에 불과했다. 자동보행장치에 가장 눈을 반짝인 기관은 미 국방부였다. 무인으로 조종되는 장갑차나 탱크가 있다면 전쟁의 승리는 따 놓은 것이나 다를 바가 없었다.

제너럴일렉트릭(GE)이 먼저 나서기 시작했다. '걸어다니는 트럭'이라고 명명한 높이 3m, 무게 1.5t의 트럭은 자동엔진으로 한 발자국씩 네 다리를 움직여 약 5마일의 속도로 걸어다녔다. 그러나 그것을 조종하는 운전자에게는 고역이었다. 모두 12개의 관절마디를 수동식으로 조정하는 것은 너무 힘든 작업이었다. 거인이 걸음마를 배우는 듯한 GE의 트럭 이후, USC 대학의 맥기는 4족 보행기를 1966년 제작하여 포니 포니(Pony Pony)라고 이름지었다. 그리고 1968년에는 6개의 다리를 가진 보행기를 만들었다. 비록 그 속도는 0.25마일에 불과했으나, 장애물이나 계단을 어기적거리며 기어오를 수 있었다. 6족 보행기는 곤충의 행동양식을 열심히 연구한 결과이기도 했다. 4족 보행기에서 한 다리를 들면 나머지 3다리로 지탱된 몸체는 항상 불안정하였기 때문이다.

모스크바대학에서도 1970년대 중반부터 로봇에 대한 연구를 진행시켰다. 그들은 인간의 달팽이 기관과 흡사한 평형기관을 로봇에 장치하여 몇걸음씩 걷게 하였다. 일본에서는 그들답게 깜찍한 2족으로 움직이는 '걸어다니는 로봇'(walking robot)이라는 뜻의 와봇(Wabot)을 개발하여 세계를 놀라게 하였다. 더구나 와봇 2세는 비디오 카메라로 악보를 읽으면서 열개의 손가락으로는 피아노를 연주했다. 와봇 2세는 세기의 명피아니스트 호로비츠만큼이나 명징한 소리를 들려 주었다. 그 로봇은 진짜 강철로 된 손목을 지닌 피아니스트로 탄생하여 1985년 국제과학 박람회의 스타가 되었다

동물에게서 배운다

인공지능기술이 발달함에 따라 지능을 가진 로봇이 등장한다. 스스로 주위환경을 판단하여 차가 지나가도록 멈추어 기다리고, 누구의 조종이나 도움없이도 목적지를 찾아가는 로봇은 인간의 이상이었다. 인공지능 로봇의 선조는 스탠퍼드연구소에서 만든 셰어키(Shakey)다. 그 로봇은 담을 넘기 위해서 간단한 블럭을 끌어다가 그것을 딛고올라가 담을 넘어가는 대담함(?)을 선보였다. 그러나 그 실험환경은 잘 다듬어진 인공적 환경이었으므로 동네 강아지들이 득실거리는 거리를 활보하기에는 무리였다. 이로부터 로봇에는 많은 기능이 첨부되기 시작한다. 비디오 카메라도 입체영상을 포착하기 위해 2개씩 달린다. 기동성을 최대로 강조한 로봇이 카네기멜론 대학에서 탄생한다. 기동성이야말로 지식습득의 원천이라고 주장하는 한스 모라백의 사상이 관철된 테러게이터(Terregator)가 만들어졌다. 모든 첨단 장비로 중무장한 테러게이터의 시범이 있었다. 계단을 올라가고 잔디위도 잘 달렸으며 한술 더 떠서 나무에도 기어오르려고 버둥거렸다.

과학자들은 로봇의 손에 다양한 기능을 심어주기 위해 집중적으로 탐구했다. 손가락으로 깡통을 빙글빙글 돌리거나, 매끄러운 유리컵을 잡을 수 있는 기계손이 개발 되었다. 스탠퍼드/JPL로 명명된 이 세 손가락의 요괴인간은 손 안에서 볼트와 너트를 꿰마출 수도 있었다. 이보다 더 발달된 유타/MIT의 로봇손은 사람보다 3배나 센 악력을 가지고 있었으며, 그 민감도는 사람과 유사할 정도로 정밀했다. 한 동작시범에서 그 로봇은 달걀을 깨서 그 내용물을 꺼내 그릇에 담고, 손가락으로 초당 70회씩 휘저었다고 한다.

대개 로봇의 원형은 자연계의 동물과 곤충에서 따왔다. 예를 들어 뱀의 등뼈와 그를 둘러싼 근육에 대한 연구는 보다 유연한 팔의 동작이 필요한 곳인 굴곡진 곳의 청소와 같은 응용분야에서 사용되었다. 또 빌딩 벽을 기어올라가는 거미로봇은 화재시 인명구출용 로프전달이나, 청소에 쓰이기 위해 연구되고 있다. 통나무나 불규칙한 모양의 물건 따위를 집을 수 있는 문어발이나 코끼리 코 형태의 손에 대해서도 많은 연구가 진행되고 있다.

로봇은 원자력사고의 처리와 같은 용도에서 그 위력을 발휘한다. 특히 해저와 같이 열악한 장소에서 움직이는 로봇에 관한 연구는 일찍이 진행되어 왔다. 1912년에 침몰된 타이타닉호가 가라앉은 1만2천5백피트 수심하에서 작업을 수행한 제이슨(JJ)로봇이 있다. JJ는 타이타닉호속으로 기어들어가 물결에 빛나는 수정 샹들리에의 사진을 전송했다.
 

중생대로 날아간 익룡로봇

로봇의 미래로서 가장 각광받는 것은 군사무기 부분이다. 포클랜드 전쟁에서 영국의 전함 셰필드호를 한 방에 날려버린 프랑스제 엑조세 미사일은 날아다니는 지능로봇이라 불러야 마땅할 것이다. 시속 5백마일 속도로 해수면위 5,6피트를 날아가는 그 미사일에는 중형컴퓨터 자이로스코프 초음파수신기 레이더교란기 등 최첨단 장비를 갖추고 있었다. 그 중 폭약값은 전체가격의 5%도 되지 않았다. 5천만 달러의 구축함을 일격에 날리는 20만달러짜리 비행 로봇을 파는 일은 수지맞는 장사다. 갈수록 전쟁은 어느쪽이 더 높은 지능의 전쟁로봇을 가지고 있는가에 승패가 정해진다. 미래의 로봇공학자는 그동안 닦고 조이고 기름쳐온 전투로봇이 기차에 실려 전쟁터로 가는 모습을 쓰린 가슴으로 보게 될는지도 모른다.

로봇의 역사상 가장 재미있는 것은 만화영화에서나 나올 법한 퀘찰코아틀루스 노르스로피(QN, Quetzalcoatlus Northropi)라는 발음하기도 힘든 이름을 가진 철갑 익룡로봇이다. 한쪽 날개의 길이가 35피트인 이 괴물의 제작자는 폴 매크래디라는 항공학자이다. 드디어 1986년 5월 17일 에드워드 공군기지에 수백명의 군중이 운집한 가운데 실시된 공개시험에서 QN은 돌풍에 휘말려 추락했다. 사망원인(?)은 목뼈 골절이었다. "데모가 성공할 확률은 그것을 쳐다보는 사람들 수에 반비례한다"라고 하더니 그것이 적용 된 것일까. 철갑익룡은 다시금 6500년전으로 날아가 버렸다.

노예를 부리던 인간은 이제 로봇을 부리게 되었다. 그것은 신이 되고자 하는 인간의 오랜 염원과 실리콘 칩과의 공동음모이기도 하다.