日 오사카대 연구팀, 안드로이드 '얼굴 표정 합성' 기술 개발

 

 

 

▲ 안드로이드 로봇의 자연스런 얼굴 표정

 

일본 오사카대, 아이치산교대, 프랑스 스트라스부르대 공동 연구팀이 사람처럼 자연스런 얼굴 표정을 지을 수 있는 안드로이드 로봇 기술을 개발했다고 밝혔다.

 

테크엑스플로어 보도에 따르면, 오사카대 이시하라 히사시 등 연구팀은 학술 전문지인 ‘저널 오브 로보틱스 앤 메카트로닉스(Journal of Robotics and Mechatronics)‘에 발표한 연구 논문에서 ’파형 움직임(waveform movements)‘ 기술을 활용해 역동적으로 얼굴 표정을 만들 수 있는 합성 기술을 개발했다고 밝혔다.(논문 제목:Automatic Generation of Dynamic Arousal Expression Based on Decaying Wave Synthesis for Robot Faces)

 

연구팀에 따르면, 사실적인 얼굴 표정을 지을 수 있는 안드로이드 로봇은 사람의 얼굴을 모사했다고 하지만 실제로 얼굴 표정을 짓는 모습을 보면 부자연스러운 부분이 있거나 약간의 불안감을 느끼게 한다. 로봇공학자들은 이 같은 현상을 ’불쾌한 골짜기(Uncanny Valley)‘라는 용어로 표현한다. 안드로이드 로봇이 웃고, 찡그리는 등 다양하고 익숙한 표정을 짓지만 실제 로봇을 대면하는 사람들은 무언가 불안한 느낌을 갖게 된다는 것이다.

 

지금까지 안드로이드 로봇의 얼굴 표정을 구현하기 위해 로봇공학자들은 ’패치워크 방식(patchwork method)‘이라는 기법을 활용했다. 이 방식은 미리 설정된 행동 시나리오를 준비해 부자연스러운 얼굴 표정을 배제한다. 이 방법은 복잡한 행동 시나리오를 미리 준비해야 하고, 시나리오를 전환하는 과정에서 눈에 띄는 부자연스러운 움직임을 최소화하고, 전달되는 표정을 미묘하게 제어하기 위해 움직임을 미세 조정해야 하는 현실적인 어려움이 있다.

 

 

 

▲ 파형 변조 기술을 얼굴 표정에 적용, 자연스러운 표정을 유도한다.

 

공동 연구팀은 얼굴 표정을 구성하는 다양한 제스처(예를 들어 숨쉬기, 눈 깜빡이기, 하품하기 등)를 표현하는 ’파동 움직임(waveform movements)‘ 기술을 바탕으로 역동적인 얼굴 표정 합성 기술을 개발했다. 실시간으로 복잡한 얼굴 움직임을 생성하기 위해선 파동이 얼굴 영역으로 확장되고 겹쳐지도록 해야한다. 이 방법은 복잡하고 다양한 동작 데이터를 준비할 필요가 없으며 눈에 거슬리는 움직임 전환이 생기는 것을 막는다. 또한 기분이나 분위기 등 로봇의 내적인 상태 변화에 맞게 개별 파형을 조정할 수 있는 '파형 변조' 기술을 도입하면 내적인 조건의 변화를 얼굴에 즉시 반영할 수 있다.

 

연구팀은 "역동적인 얼굴 표정 합성 기술을 발전시키면 로봇은 인간과의 상호작용을 포함해 주변 환경에 반응하면서 표정을 더 생동감 있게 짓고 기분의 변화까지 전달할 수 있다. 이를 통해 인간과 로봇 간의 감정적 소통이 크게 강화될 수 있다"고 말했다.

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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