싱가포르 난양기술대가 로봇이 고통을 인식할 수 있도록 하는 미니 브레인을 개발했다. (사진. NTU)

싱가포르 난양기술대학(Nanyang Technological University, 이하 NTU)이 로봇이 고통을 인식할 수 있는 ‘미니 브레인’을 개발해냈다. 이 시스템에는 물리적 힘에 의해 가해지는 압력에서 발생하는 통증을 처리하고 이에 대응하는 AI 지원 센서 노드가 있는데, 해당 기술은 로봇이 사람의 개입 없이 경미한 부상을 입었을 때 자신의 손상을 감지하고 수리할 수 있도록 지원한다. 

현재 로봇은 센서 네트워크를 사용해 주변 환경에 대한 정보를 생성한다. 예를 들어 재난 구조 로봇은 카메라와 마이크 센서를 사용해 잔해 아래에서 생존자를 찾은 다음 팔에 있는 터치 센서의 안내에 따라 사람을 끌어낸다. 또한 조립 라인에서 작업하는 공장 로봇은 비전을 사용해 팔을 올바른 위치로 안내하고 터치 센서를 사용, 물체를 집을 때 미끄러지는지 확인한다.

이처럼 오늘날의 센서는 일반적으로 정보를 처리하지 않고 학습이 발생하는 하나의 크고 강력한 중앙 처리 장치로 보낸다. 결과적으로 기존 로봇은 일반적으로 배선이 심해 응답 시간이 지연되며, 유지 보수 및 수리가 필요한 손상에도 취약하기 때문에 이는 비용이 많이들 수밖에 없었다.

이에 NTU는 로봇 피부에 분산된 미니 뇌처럼 작동하는 여러 개의 작고 덜 강력한 처리 장치에 연결된 센서 노드 네트워크에 AI를 내장했다. 이후 학습이 로컬에서 이뤄지고 로봇의 배선 요구사항과 응답시간이 기존 로봇에 비해 5~10배 감소한다고 전했다.

한편 연구팀은 로봇에게 통증을 인식하고 손상을 주는 자극을 배우는 방법을 가르치기 위해 기억과 정보 처리가 가능한 뇌와 유사한 전자 장치인 멤트랜지스터를 인공 통증 수용체와 시냅스로 만들었다. 

연구팀은 실험실 실험을 통해 로봇이 부상에 대해 실시간으로 대응하는 법을 배울 수 있는 방법을 시연한 동시에, 로봇이 손상 후에도 압력에 계속 반응해 시스템의 견고함을 입증할 수 있도록 했다.

연구 관계자는 “우리의 테스트에서 로봇은 긁힘과 충돌과 같은 경미한 부상으로 인해 발생하는 의도하지 않은 기계적 손상에 대해 생존하고 대응할 수 있음은 물론, 효과적으로 작동할 수 있다. 이러한 시스템을 실제 환경에서 로봇과 함께 사용하면 유지 보수 등 비용 절감에 효과적”이라고 전했다.