UNIST, 사람 손길에 실린 감정까지 읽고 감정 표현하는 로봇 기술 개발

▲왼쪽부터 이희승 교수, 김지수 연구원, 박하은 박사 (사진=UNIST)

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 돌봄 로봇이나 반려 로봇 같은 소셜 로봇이 진짜 사람이나 반려견처럼 생생하고 자연스럽게 교감할 수 있도록 만드는 기술을 국제 무대에서 선보였다.

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UNIST는 디자인학과 이희승 교수팀이 로봇 인지와 표현 기술을 각각 개발했다고 21일 밝혔다.

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이번 연구는 두 편의 논문에 나눠 실렸으며, 각 논문은 국제로봇자동화학술대회(ICRA)에서 발표됐다.

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연구팀이 개발한 로봇 인지 기술은 터치 인식 기술이다. 사람의 손길에 담긴 감정과 의도를 로봇이 더 잘 인식하게 돕는다. 연구팀은 음성 인식 기술에 착안해 개인차에 영향을 덜 받는 터치 인식 기술을 개발했다. 음성 인식이 단어에 포함된 공통 주파수 특징을 읽어내는 것처럼, 손길에 드러나는 반복되는 리듬이나 진동을 정전식 터치센서 신호에서 추려 읽어내는 것이다.

▲반려견 로봇 포미의 이마에 터치 센서를 부착해 실험한 결과 (사진=UNIST)

제1저자인 김지수 연구원은 “똑같이 친근감을 표현하기 위해 반려견 로봇을 톡톡 두드리더라도 사람마다 손 크기와 힘의 세기가 다르다 보니 손길에 담긴 의도를 제대로 인식하기 어려웠다”며 “이번 기술은 복잡한 촉각 장치 없이도 정전식 터치센서만으로 손길의 차이를 잘 구분할 수 있게 했다”고 설명했다.

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로봇의 감정 표현을 더 살아 있는 생명체처럼 만들어주는 성과도 주목받았다. 기존 로봇들은 감정을 표현할 때 천편일률적인 강도로 움직여 기계적인 느낌이 강했다. 반면 연구팀은 로봇의 감정 동역학 모델에 감쇠비(Damping Ratio)를 조절하는 방법을 적용해, 움직임의 과장 정도(오버슈트)를 5단계로 세밀하게 부여했다.

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큰 반응이 필요한 ‘놀람’은 더 강하게, 지나치게 과장되면 어색해질 수 있는 감정은 중간 강도로 표현하도록 조절할 수 있게 한 것이다. 이번 연구는 박하은 박사가 제1저자로 참여했다.

▲감정을 인식하고 표현할 수 있는 로봇시스템 래미(왼쪽)와 감정 엔진의 구조 (사진=UNIST)

이희승 교수는 “소셜 로봇이 사람과 자연스럽게 교감하려면 사람의 손길을 알아차리는 능력과 상황에 맞게 감정을 표현하는 능력이 함께 필요하다”며 “이번 연구는 돌봄 로봇, 교육용 로봇, 반려 로봇처럼 사람과 가까이 지내는 로봇을 더 생생하고 친근한 상호작용 대상으로 만드는 데 기여할 것”이라고 말했다.

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ICRA는 국제전기전자공학자협회(IEEE) 산하 로봇자동화학회(RAS)가 주관하는 로봇 분야 최고 권위 국제학술대회 중 하나다. 올해 학회는 지난 6월 1일부터 5일까지 오스트리아 빈에서 열렸다. 연구 수행은 산업통상부, 과학기술정보통신부의 지원을 받아 이뤄졌다.

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최지호 기자 jhochoi51@irobotnews.com

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