로봇을 안내견처럼 동작하게 만드는 혁신적인 고삐 장치 덕분에 소방관들이 연기가 가득한 건물에서 소중한 시간을 절약하고, 물체나 장애물을 더 쉽게 식별할 수 있게 될 것으로 보인다.

이 소형 이동 로봇은 접촉 센서를 갖추고 길을 안내할 것이며, 소방관은 1미터 정도 뒤에서 고삐를 쥐고 따라갈 것이다. 이 로봇은 소방관이 시야가 보이지 않는 조건에서 신속하게 움직이도록 도울 것이며, 고삐를 통하여 전달되는 진동으로 이 로봇이 발견한 임의의 물체에 대한 크기, 형상, 심지어 강성에 대한 데이터도 소방관에게 제공할 수 있을 것이다. 

이처럼 잠재적으로 생명을 구하는 로봇 공학의 응용은 영국의 킹스 칼리지 런던(King`s College London)과 셰필드 할람 대(Sheffield Hallam University)의 연구자들에 의하여 개발되고 있으며, 영국의 공학 및 자연과학 연구위원회(EPSRC: Engineering and Physical Sciences Research Council)가 자금을 지원하고 있다.

이 프로젝트의 협력기관으로는 자선 기관인 안내견 협회(Guide Dogs), 사우스요크셔 화재 및 구조 서비스(South Yorkshire Fire & Rescue Service), 탈레스(Thales Ltd.) 등이 포함된다. 현재 연구 개발의 개념 증명(proof of concept) 단계가 완료되었으며, 연구팀은 실제 불을 끄는 상황에서 시험하기 위하여 완전한 작동 시작품(working prototype)을 제작할 계획이다.

4개년간의 이 프로젝트에서 연구팀은 더 큰 임피던스 필터(Impedance Filter)뿐만 아니라 촉감 로봇을 이용하여 대학 체육관에서부터 독일에 있는 연기가 가득한 동굴에 이르기까지 수많은 시나리오 상황에서 실험을 수행하였다고 셰필드 할람 대 소속의 자크 펜더스(Jacques Penders) 교수가 설명하였다.

연구팀은 가정에서 일어나는 수많은 시나리오 상황에서 로봇 장치를 이용하기 위한 촉감 언어를 개발하였으며, 이제 고삐와 햅틱 신호를 이용하여 가정에서 노인을 어떻게 도울지를 탐색할 계획이다. 

현재 소방관은 심지어 건물의 지도를 가지고 있더라도 연기가 시야를 심하게 막고 있는 경우에 벽을 더듬거나 먼저 진출한 소방관이 설치한 줄을 따라가는 것처럼 촉감에 의존하여 앞으로 나가야 한다. 그러나 소방관은 단지 20분의 산소만을 가지고 있으므로, 좀 더 빠르고 쉽게 이동하도록 도울 수 있는 혁신이 진실로 필요하다. 

이제 새로운 시스템으로 소방관은 자신의 전체 팔을 감싸는 특수 소매를 착용할 것이다. 이 특수 소매에는 로봇이 보내는 신호를 소방관이 훈련을 받아 해석할 수 있는 상세한 데이터로 전환하는 미세한 전자 진동 장치가 결합되어 있다. 

또한, 이 로봇은 소방관에게 저항이 되거나 주저하게 만드는 것들을 탐지하고 이에 따라 속도를 조절하게 만들 것이다. 더불어 이 로봇은 이전 행동뿐만 아니라 현재 전진하는 방식에 기초하여 후속하는 소방관의 다음 행동을 예측하도록 프로그래밍될 것이다. 

시연에서 눈가리개를 한 자원자가 로봇에 의하여 안내되었다. 알고리즘을 이용하여 로봇은 소방관 수준의 신뢰도로 탐지할 수 있었다. 

“우리는 로봇-인간 사이의 상호작용을 이용하는 데 있어 중요한 진보를 이룩하였으며, 이러한 진보를 문자 그대로 분초를 다투는 전통적인 생명 구조 응급 상황에 적용하였다. 고삐를 가진 로봇은 소방 능력에 매우 소중한 추가적 차원을 제공할 수 있다”고 킹스 칼리지 런던의 쓰리샨타 나나야카라(Thrishantha Nanayakkara) 박사가 말했다.

“공학 및 자연과학 연구위원회(EPSRC)의 지원으로 우리는 실제적인 연구를 수행할 수 있었으며, 다른 자금 지원의 형태로는 생각할 수 없었던 보이지 않는 상황에서 인간-로봇 사이의 상호작용에 대한 접근 방식을 탐색할 수 있었다. 이러한 연구의 결과는 흥미진진한 것이었으며, 영국이 가지는 세계적 소방 서비스가 미래에 더 효과적인 것이 되도록 도울 수 있을 뿐만 아니라 예를 들어 보건과 같은 다른 응용분야도 개척할 수 있다”고 자크 펜더스 교수가 덧붙였다.

“응급 상황에서 로봇을 사용하는 것은 상대적으로 아직 걸음마 단계에 불과하다. 로봇 장치가 사람과 어떻게 상호작용할지를 이해하고, 이러한 상호 통신을 어떻게 수행할 것인지를 탐색하는 것이 중요하다”고 셰필드 할람 대의 수석 설계자인 히쓰 리드(Heath Reed)가 부언하였다.

“이 프로젝트는 로봇 공학이 수많은 흥미진진한 부문에서 개발될 수 있는 길을 닦았다. 나는 우리의 연구에 기초하여 앞으로 5년 내에 실제 응용될 수 있는 개발이 이루어지리라고 기대한다”고 히쓰 리드가 말했다. 

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』