[미리보는 '금요일에 과학터치'] 미래 로봇, 어디서 어떻게 사용될까

시카고 재활원(Rehabilitation Institute of Chicago)이 선보인 인공 의수. 포스텍 정완균 교수 연구팀 제공

로보틱스(Robotics'로봇공학)는 어디까지 발전해왔고 미래에는 어떤 모습으로 실생활에 사용될까.

현재까지 로보틱스 기술은 주로 작업의 효율성과 생산성 향상을 위한 것이었다. 단순 반복 작업을 대신하기 위한 산업용 로봇이 대표적이다. 그러나 로봇이 단순 반복 작업을 대신하는 것을 넘어 실생활에 적용돼 인간의 삶의 질을 향상시키고 지속 가능한 발전을 추구하기 위해서는 로봇에게 스스로 판단할 수 있는 지능이나 복잡하고 정교한 작업을 수행하기 위한 능력이 요구된다.

이 요구를 만족시키기 위해 연구되고 있는 로보틱스 기술 중 대표적인 것은 지능형 자율 이동 로봇 기술, 수술 로봇 기술, 재활 로봇 기술 등이다. 지능형 자율 이동 로봇 기술은 인간이 로봇에게 요구하는 다양한 서비스를 만족시키기 위해 필수적인 것. 수술 로봇 기술과 재활 로봇 기술은 질병의 치료와 장애 극복을 통해 인간의 수명을 연장시키고 삶의 질을 높이는 데 꼭 필요한 기술이다.

포스텍 기계공학과 정완균 교수 연구팀은 2003년부터 2011년까지 '이동 로봇을 위한 지능형 자율 이동 기술의 개발'에 대한 연구를 수행했다. 그 결과 현재 실내 환경에서 저가형 초음파와 비전 센서를 사용한 지능형 자율 이동 기술 개발에 성공, 서비스 로봇의 개발과 확산 가능성을 열었다.

정 교수는 2011년부터 교육과학기술부의 선도연구센터지원사업(ERC)인 '국부투사영상과 햅틱기반 수술용 로봇기술연구센터'의 센터장을 맡고 있기도 하다. 또 카이스트 글로벌프론티어연구개발사업의 지원으로 로보틱스 기술 중 가장 각광받고 있는 분야인 수술 로봇과 재활 로봇의 연구를 수행하고 있다.

이번 강연에서는 먼저 로보틱스의 정의와 로보틱스의 역사를 통해 로보틱스 기술이 발전해온 과정을 살펴본다. 또 현재 진행되고 있는 주요 로보틱스 연구 분야의 대해 자세히 설명할 예정이다.

먼저 로봇이 인간에게 다양한 서비스를 제공하기 위해 필수적으로 요구되는 기술인 지능형 자율 이동 기술을 소개한다. 지능형 자율 이동 기술은 인간의 지시 없이 로봇이 스스로 주변 환경을 인식하고 자신의 위치를 파악한 뒤 목적지를 찾아 안전하게 이동하기 위한 기술이다. 로봇이 실생활에 널리 사용되기 위해서는 이 기술을 비롯해 다양한 기술이 유기적으로 통합,구현될 수 있어야 한다.

다음으로 현재 여러 국가에서 가장 주목받고 있는 로보틱스 기술의 연구 분야인 수술 로봇과 재활 로봇 기술에 대해 살펴본다. 수술 로봇은 환자의 회복 속도를 높이기 위해 최소한의 부위만 절개해 수술을 진행하는 최소 침습 수술 로봇부터 의사의 눈과 손의 한계를 넘어 더욱 정교한 수술을 진행할 수 있는 수술 로봇까지 다양한 어플리케이션이 연구되고 있다.

재활 로봇은 사고나 질병 등을 통해 신체 일부를 사용하지 못하게 된 사람들이 일상 생활을 영위할 수 있도록 고안된 것이다. 현재 인간의 다양한 신체 부위를 대체할 수 있는 인공 의수, 의족 등이 연구되고 있다. 물론 재활 로봇은 과거의 의수나 의족처럼 형태만 갖춘 것이 아니라 실제 인간의 팔과 다리 못지 않은 움직임을 구현할 수 있도록 설계된 것을 뜻한다.

마지막으로 세계 각국에서 진행 중인 로보틱스 기술의 연구 현황과 성과를 소개한다. 이 같은 과정을 통해 앞으로 로보틱스 연구가 어디까지 확장되고 로보틱스 기술이 어느 정도 발전해 인간의 생활 속으로 파고들지 예상해볼 수 있다.