▲UC3M 연구팀이 개발한 로봇 토끼 (사진=UC3M)
스페인 '마드리드 카를로스 3세 대학교(UC3MㆍUniversidad Carlos III de Madrid) 연구팀이 사람의 목소리만으로 사용자를 식별할 수 있는 반려동물형 로봇 토끼를 개발했다. 이 기술은 고령자 돌봄과 정서 지원 분야에서 개인 맞춤형 서비스를 제공할 수 있는 차세대 사회적 로봇 기술로 주목받고 있다.
UC3M 로봇연구소 산하 '사회적 로봇 그룹(Social Robotics Group)'은 인공지능(AI) 기반 사용자 음성 인식 기술을 개발해 로봇이 상호작용하는 사람을 스스로 구분할 수 있도록 했다. 연구팀이 개발한 로봇 ‘미아(Mía)’는 토끼 형태의 반려 로봇으로, 현재 마드리드 시청이 운영하는 노인 주간보호센터에서 인지기능 저하를 겪는 고령자들을 대상으로 정서 자극 및 돌봄 지원 실증을 진행하고 있다.
이번 연구 성과는 학술 전문지 '어플라이드 사이언시스(Applied Sciences)'에 발표됐다.(논문 제목:A User Recognition Methodology Based on Voice Biometrics and Dynamic Clustering for Social Robots)
미아는 가로·세로·높이 약 30×30×50cm 크기에 무게는 약 3kg이다. 연구팀은 사회적 로봇이 사람과 자연스럽고 개인화된 상호작용을 수행하기 위해서는 먼저 사용자가 누구인지를 파악하는 능력이 필수적이라고 설명했다. 이번에 개발된 음성 인식 시스템은 로봇 내부에서 직접 작동하며, 사용자의 목소리를 분석해 개별적인 ‘음성 서명(Voice Signature)’을 생성한다.
기존의 사용자 인식 기술은 주로 카메라와 영상 분석에 의존해 왔다. 하지만 이러한 방식은 높은 연산 성능을 요구할 뿐 아니라 개인정보 침해 우려도 있다. 이에 비해 UC3M의 기술은 로봇에 탑재된 마이크만 활용한다. 음성 데이터는 외부 서버로 전송되지 않고 로봇 내부에서 처리되기 때문에 개인정보 보호 수준을 높일 수 있다.
특히 이 시스템은 별도의 학습 과정 없이 사용자의 목소리를 처음 들었을 때 자동으로 프로필을 생성할 수 있다. 음성의 특징과 패턴을 분석해 사용자별 음성 서명을 만들고, 유사한 패턴을 가진 데이터를 그룹화하는 방식으로 사용자를 구분한다. 새로운 사용자가 등장하면 기존 그룹과 일치하지 않는다는 사실을 인식하고 새로운 프로필을 생성하며 학습을 이어간다.
이번 연구는 ‘동물형 로봇(Animal Robotics)’ 분야의 응용 사례로 평가된다. 동물형 로봇은 실제 동물과의 교감이 제공하는 스트레스 완화와 정서 안정 효과를 제공함으로써 노인 돌봄의 효과성을 높일 수 있다.
연구팀은 실제 주간보호센터에서 진행한 시범 운영을 통해 로봇이 노인들의 기분 개선에 도움을 줄 뿐 아니라 사회적 상호작용을 촉진하는 역할도 수행한다는 점을 확인했다. 로봇이 대화의 계기를 제공하고 고립감과 외로움을 완화하며, 이용자 간 교류를 늘리는 사회적 촉매 역할을 했다는 것이다.
연구팀은 향후 로봇이 사용자별 특성을 학습해 더욱 정교한 맞춤형 행동을 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 특정 사용자가 불안하거나 초조한 성향을 보일 경우 이를 인식해 진정 효과를 유도하는 행동을 자동으로 수행할 수 있다.
백승일 기자 robot3@irobotnews.com
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