척척박사 연구소

척척박사 연구소과학이야기주제별로 보기

주제별로 보기

주제별 과학이야기 입니다.

촉감을 느끼는 ‘로봇손’ 개발, ‘로보캅’도 가능할까?

겨울방학 동안 재미있는 영화들 많이 봤을 텐데요, 화제의 ‘겨울왕국’과 ‘넛잡’ 그리고 공룡 마니아라면 ‘다이노소어 어드벤처’에 빠져 버렸을 거예요.
방학이 끝나고 봄방학이 시작할 무렵 또 한편의 매력적인 영화가 어린이들은 물론 어른들까지 흔들어 놓고 있는데요, 바로 지난 2월 13일 개봉한 ‘로보캅’ 이야기입니다.

 

로보캅

지난 2월 13일 개봉된 로보캅 포스터. / 이미지 출처 : 소니픽쳐스코리아

 

혼란과 무질서에 빠진 미국 디트로이트에 살고 있는 좋은 아빠이자 실력 있는 경찰이었던 알렉스 머피는 임무 수행 중 예고치 못한 사고로 온 몸에 치명적인 부상을 입게 됩니다. 로봇 테크놀로지 분야에서 최고의 기술을 가진 다국적 기업 ‘옴니코프’는 알렉스의 아내 ‘클라라’에게 한 가지 제안을 합니다. 목숨을 잃을 위기에 놓인 남편을 살리고 싶었던 아내 클라라는 알렉스에게 최첨단 하이테크 수트를 장착하자는 그 제안을 받아들이게 되지요. 이렇게 로보캅으로 재탄생한 알렉스는 옴니코프의 체계적인 훈련을 받으면서 더욱 강력해지지만, 아내 클라라는 기계처럼 변해가는 남편의 모습에 혼란스럽기만 합니다.
한 치의 오차도 없는 수트의 통제를 받으며 명령을 따르던 로보캅. 하지만 수트 안에 있는 알렉스는 따뜻한 심장을 가진 사람이었습니다. 알렉스는 옴니코프의 의도와는 다르게 점차 수트를 지배하기 시작하면서, 이 수트와 도시의 이면에 거대한 음모가 숨겨져 있음을 깨닫게 됩니다. 이 로보캅은 인간일까요 로봇일까요?  


 

이 흥미진진한 영화 이야기가 실제로도 일어날 수 있는 일은 아닐까 하는 생각이 드는 과학 논문이 발표돼 이번 주 따끈따끈 과학에 소개해 볼까 합니다. 바로 촉감을 느끼는 ‘로봇손’이 개발됐다는 소식입니다.
로봇손을 장착하면, 손에 쥔 물체의 모양이나 질감 등을 손끝의 촉감을 통해 알 수 있다고 하니 이 소식을 들으면서 많은 이들이 로보캅을 떠올렸을 것 같습니다.
자, 사람과 로봇손의 진정한 결합을 이뤘다고 평가받는 촉감을 느끼는 ‘로봇손’ 이야기 지금부터 시작해 볼까요?

 

 

* 알아보기
- 촉감까지 느끼는 ‘로봇손’
- ‘로봇손’ 어디까지 진화했나?

 

* 생각 키우기
- 여러분이 로봇공학자라면 어떤 로봇을 만들고 싶은가요?

 

 

 

-촉감까지 느끼는 ‘로봇손’

로봇손

촉감을 느끼는 로봇손은 유럽의 여러 대학 및 병원이 만든 '라이프핸드 2(Lifehand 2)'라 불리는 프로젝트팀의 연구 결과물입니다. 로봇 손가락 끝에 달린 센서가 포착한 신호는 전극을 통해 팔의 신경으로 전달되고, 이 전기신호를 뇌가 감지해 촉감을 느끼게 된답니다. / 이미지 출처 : By Università Campus Bio-Medico di Roma-cc- by-nc-sa-2.0(Flickr)

 

사람과 로봇손의 진정한 결합이 이뤄졌다는 평가를 받고 있는 촉감 느끼는 ‘로봇손’ 개발 소식을 전해볼까 합니다.
덴마크의 데니스 아보 소렌센은 9년 전 화재로 왼팔에 심각한 화상을 입어 팔꿈치 아래를 절단해야만 했었습니다. 그러던 그가 ‘라이프핸드 2’라는 연구팀의 프로젝트에 참여해 9년 만에 로봇손을 부착하고 손 끝에 닿는 물체의 촉감을 느끼는 데 성공했다고 해요.
스위스, 이탈리아, 독일 공동 연구진으로 이루어진 이 프로젝트팀은 지난 2월 5일 사이언스 중개의학(Science Translational Medicine)에 이 내용을 담은 논문을 발표해 많은 주목을 받았습니다. 로봇손을 제작하고, 팔 위쪽 신경에 전극을 이식하고, 전기 신호를 감지하는 등 기계공학, 정보통신공학, 전자공학, 의학 등 여러 분야의 전문가들이 공동으로 연구해 낸 결과였어요.
독일 연구진이 제작한 로봇손은 약 640g 정도로 모터 5개와 센서 40개, 컨트롤러 등으로 이루어져 있어요. 로봇손의 끝에는 촉감 센서가 달렸고, 소렌센의 팔 위쪽 신경에는 4개의 전극이 이식되었다고 해요. 로봇손의 손가락 끝에 달린 센서가 포착한 신호가 이 전극을 통해 팔의 신경으로 전달되고, 최종적으로는 뇌가 신경이 보내온 이 전기신호를 감지해 촉감을 느끼게 되는 원리랍니다.
로봇손을 단 소렌센은 눈을 가리고 컵을 잡았을 때 컵의 모양과 재질을 느낄 수 있었고, 손을 오므리는 느낌도 고스란히 알 수 있었다고 해요.
뇌가 보내는 신호를 포착해 그대로 움직이는 로봇손과 다리는 이미 개발되어 있는데 이번에는 로봇손이 보내온 촉감을 뇌로 보내는 데 성공해 뇌와 로봇손의 쌍방향 통신이 가능하게 된 것이라며, 과학계에서는 “사람과 로봇손의 진정한 결합”이라고 평가하고 있답니다.

 

 


- ‘로봇손’ 어디까지 진화했나?
지난해 미국의 케이스 웨스턴 리저브대와 클리브랜드 보훈병원 연구진도 오른팔을 잃은 48세 남성이 촉감을 느낄 수 있는 로봇손으로 체리 열매를 터뜨리지 않고 집는 모습을 담은 동영상을 공개했어요. 하지만 논문으로는 아직 발표되지 않아 과학계에서 공식적으로는 인정받고 있지 않아요. 보완 연구가 진행된 후에 논문으로 발표가 될 것 같습니다.
이 외에도 로봇손이나 로봇다리 등 산업용이나 의료 수술용으로 이용되던 로봇들이 사람의 손과 발에 적용될 수 있도록 많은 연구들이 진행되고 있어요. 그 중 눈에 띄는 몇 가지 연구를 소개해 볼까 합니다

 

[사람의 의지로 손가락을 움직일 수 있는 로봇손]
일본 가나자와 공대 정보공학과의 나카자와 미노루 교수팀이 개발한 로봇손은 사람의 의지로 손가락을 움직일 수 있다고 합니다. 뇌파 측정기를 부착한 사람이 ‘잡는다’라고 생각하면 잡고, 문 앞에서 ‘연다’라고 생각하면 로봇손이 문을 연답니다.
사람이 생각할 때 발생하는 뇌파를 측정해 그 특징과 차이를 데이터화해 로봇손의 컴퓨터에 입력했어요. 실제 실험에서 실험자가 머리에 부착한 측정기에 뇌파가 전해지자 로봇손이 사람이 생각한 대로 즉각 반응했고요. 현재는 이 로봇손이 가위바위보의 ‘바위’와 ‘보’ 정도만 표현하지만 앞으로는 개별 손가락이 움직일 수 있도록 보완하는 연구가 진행 중이라고 해요. 이 연구가 진행되면 이 로봇손을 다양한 동작을 할 수 있게 개선돼  몸이 불편한 사람의 식사를 돕는 등 간호보조로봇 역할도 할 수 있을 것이라고 하네요.
지난해  11월에는 도쿄 빅 사이트에서 열린 국제로봇전(IREX)에 이 로봇손을 관객들에게 선보여 호평을 받았다고 합니다.
이외에도 수많은 연구들이 전 세계에서 동시에 진행되고, 앞 다퉈 논문으로 발표되고 있습니다. 좀 더 많은 시간이 필요하겠지만, 손발을 잃은 환자들이 예전 자신의 팔다리 못지않은 자연스러운 로봇팔다리로 자연스럽게 걷고 뛰고 움직이는 미래가 머지않아 다가올 것 같습니다.

 

* 사람의 의지로 손가락을 움직일 수 있는 로봇손 동영상 보기
: 일본 가나자와 공대 정보공학과 나카자와 미노루 교수팀
영어로 되어 있지만, 동작만으로도 이해가 될 거예요. 어린 친구들도 한 번 살펴보세요. 여기서 EGG란 뇌전도 즉 뇌파를 의미한답니다. 사람이 생각하는 것이 전기신호로 바뀌어 로봇손에 전달 돼 사람이 자신의 의지대로 로봇손을 움직일 수 있게 되는 것이지요. 아직 초기 단계이긴 하지만, 연구가 진행되면 손이 불편한 사람들에게도, 몸이 불편한 환자를 돌보는 데에도 많은 도움이 될 것 같습니다.

 


[시카고 재활원의 로봇팔과 로봇다리]
미국 시카고 재활원은 사고로 팔과 다리를 잃은 사람들뿐만 아니라 전 세계 로봇팔과 다리 연구자들이 주목하는 곳입니다.
작년 11월에는 일본 자동차 제조업체 혼다가 개발중인 보행보조기구를 미국 시카고 재활원을 통해 임상실험을 시작하면서 주목을 받았는데요, 벨트 형태 디자인으로 바지 위에 바로 착용할 수 있는 것이 특징입니다. 내부에는 소형 모터가 장착되어 있는데 한번 충전하면 최대 1시간 정도 사용할 수 있는 충전용 배터리가 내장돼 있답니다. 소형 배터리를 채용한 만큼 제품의 무게도 3kg 정도로 매우 가벼운 편이고, 기존 제품들과 비교해도 간소화된 설비가 눈길을 끌고 있답니다.
이 외에도 시카고 재활원의 로봇팔 연구 또한 계속 주목을 받고 있는데요, 과거의 실리콘 의수나 의족처럼 형태만 갖춘 것이 아니라 실제 인간의 팔과 다리처럼 자연스럽게 움직일 수 있도록 점차 개선된 연구들이 진행되고 있답니다.

 


* 시카고 재활원에서 공개한 로봇팔의 움직임
: 동영상 속에서 보이는 것처럼 스카프를 집어 날리고, 공을 떨어뜨리고 집고, 컵을 들어 커피를 마시는 등 많이 자연스러워진 모습을 볼 수 있습니다. 좀 더 개선이 된다면 실제 인간의 팔다리 못지않은 기능으로 재활환자들에게 희망을 줄 것 같습니다.

 

 


* 생각 키우기
여러분이 로봇공학자라면 어떤 로봇을 만들고 싶은가요?
로봇은 현재 수술용이나 공장의 조립용으로 정교한 작업을 수행하고 있습니다. 이번에 소개된 로봇손처럼 불편한 사람들을 자유롭게 움직이도록 돕고도 있고요.
또 지난번 살펴 본 화성탐사 로봇 오퍼튜니티처럼 사람들이 갈 수 없는 극한 상황에서 사람들을 대신해 작업 중인 로봇들도 있습니다.
이렇게 로봇공학은 나날이 발전하고 있는데요, 여러분이 로봇공학자라면 어떤 로봇을 만들고 싶은가요? 한 번 고민해 봅시다.

 

 

관련주제가 없습니다.
내과학상자담기  E-MAIL 프린트 카카오스토리 트위터 페이스북 RSS
관련 콘텐츠가 없습니다.

나도 한마디 1개의 댓글이 있습니다.

등록하기

목록


내 당근 보러가기

내 뱃지 보러가기

TOP