조만간 지구 상공에 떠있는 국제우주정거장(ISS)에서 로보넛에 이어 미녀로봇도 볼 수 있게 될 전망이다.

독일 인공지능연구센터(German Research Centre for Artificial Intelligence)가 브레멘대와 개발중인 독일의 아일라(AILA)로봇이 그 강력한 후보로 떠오르고 있다.

두 기관은 베스만(Behavoir for Mobile Manipulation)프로젝트라는 이름으로 한팔, 또는 두팔을 사용하는 것을 포함한 조작 기능을 갖춘 미녀로봇을 설계해 이를 공개했다.

이 인간형 로봇(안드로이드) 아일라는 가상 ISS 내에서 느릿하게나마 다양한 조작기기를 다루는 기능을 과시하고 있다. 아일라는 인간처럼 2개의 팔과 관절을 가진 손가락으로 설계돼 있다. ISS인터페이스는 인간의 손으로 조작하도록 돼 있기 때문이다. 아일라는 두팔에 각각 7개, 몸통 4개,머리 2개를 포함, 모두 32자유도(degree of freedomn)를 가지고 있다. 자유도, 또는 자유각은 자유롭게 움질일수 있는 동작(직선운동,회전운동)의 수를 말한다.

아일라는 또한 움직이게 해 주는 바퀴형 플랫폼에 붙여질 수도 있다. 각 6개의 바퀴는 2자유도를 가진다. 이는 지구궤도의 저중력 상태에서는 이상적인 이동 모드가 아니다.

아일라 프로젝트의 중요한 과제 가운데 하나는 로봇을 훈련시킨다는 점이다. 프로젝트상의 아일라 훈련 첫 단계는 인간행동에 기반한 컨셉을 개발하는 것이다.

여기에는 인간 흉내내기, 그리고 특정방향으로 훈련시키는 강화학습기술을 통한 교육이 포함된다. 조작자는 로봇이 무엇을 할지 보여주고, 로봇은 이 동작을 본받아 행동하게 된다.

이 동작은 인간형이 아닌 로봇에게도 시행하도록 할 수도 있다. 이 작업은 여전히 진행중이다. 하지만 아일라는 가상 ISS 선내에서 자신의 첫 번째 임무를 시연할 수 있을 만큼 진전을 보이고 있다.

연구팀은 “한편으로는 SW프레임워크 및 동반되는 특정 도메인언어(eDSL)가 로봇동작 제어 및 표현은 물론 표현을 지속시키도록 하기 위해 개발되고 있다. 이를 통한 이 로봇의 높은 수준의 행동은 다른 로봇 하드웨어 형태에서도 똑같이 재사용될 수 있다”고 쓰고 있다.

이 로봇이 완벽한 작업을 수행하도록 도와주는 SW는 아일라에게만 국한돼 작동하는 것은 아니다. 인간형이 아닌 어떤 로봇도 이 SW로 구동되면 똑같은 임무를 수행할 수 있다.

하지만 아일라의 물리적 형태또한 중요하다.

연구팀은 “다른 한편으로는 몸전체를 사용해 반응하는 제어접근 방식이 사용되고 있다. 이는 가동시간 동안에 활용 가능한 최적의 자유도를 자동적으로 찾기 위해서다”라고 설명한다.

독일에서 개발된 국제우주정거장 우주비행사의 작업을 도와줄 미녀 로봇 비행사 아일라. 사진=DFKI

아일라의 구성을 보면 머리에는 물체를 입체적으로 인식하기 위한 2대의 프로실리카 GC780C카메라가, 가슴에는 후쿠요의 단거리 레이저 스캐너가, 배에는 메사스위스레인저 4000 3D 비행시간 카메라가 각각 탑재된다. 몸통에는 시각처리를 위한 미니 ITX보드와 그래픽카드가 들어간다. 머리에는 각각 동작제어와 바퀴달린 플랫폼을 위한 3.5인치 임베디드PC가 달린다. 기가비트이더넷은 2개의 5포트 스위치들을 통과하면서 이 미녀 로봇 머릿속의 카메라와 컴퓨터를 외부 세계와 연결해 준다.

ISS에서는 많은 과학실험이 수행되고 있고 많은 과제들이 지속적으로 관리돼야 한다.

만일 로봇이 보다 단순한 작업들을 수행할 수 있다면 우주비행사들은 보다 직관력이 요구되는 작업을 하는데 집중할 수 있게 될 것이다. 또는 2명의 작업자가 필요한 작업을 도울 수도 있다.

우주비행사는 근육과 골밀도감소를 막기 위해 하루에 적어도 2시간씩의 운동을 하도록 돼 있다. 우주정거장 밖에서 작업하는 우주유영도 있다. 정기적인 ISS 유지보수 작업도 요구된다.

아래 유튜브 동영상(https://www.youtube.com/watch?v=f8p5MPzvcyY)은 아일라가 자동적으로 그녀의 임무를 수행하고 있는 모습을 보여준다.

동영상을 보면 아일라는 일련의 스위치를 작동시킨다. 그리고 나서 운전대 형태의 조작기를 돌린다. 마지막으로 똑같은 스위치를 이용해 작동을 멈추게 한다.

한편 미항공우주국(NASA 나사)는 지난 2011년 로보넛을 국제우주정거장에 보내 간단한 작업을 돕도록 하는데 활용하고 있다.

미항공우주국이 지난 2011년 국제우주정거장으로 보낸 GM사가 제작한 로봇 로보넛2. 사진=나사

로보넛2는 지난해 다리를 갖게 됐다. 사진=나사

로보넛2가 ISS에서 스위치를 조작하는 모습을 나사의 동영상(https://www.youtube.com/watch?v=Z0k8YVTrXVs#t=78)을 통해 볼 수 있다.

전자신문인터넷 이재구국제과학전문기자 jklee@etnews.com

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