목차
1 개요
휴머노이드(Humanoid)란 "인간(human)의 형태를 한(-oid) 것"을 말하며, 1867년에 만들어진 단어이다. 원래는 인간을 닮은 것이라면 동물이건, 외계인이건 모두 휴머노이드라고 부르지만, 외계인은 아직 못찾았고 동물 중에는 인간을 닮은 것이 거의 없으니 (유인원은 anthropoid라는 단어가 따로 있다) 오늘날에는 휴머노이드라 하면 대개 인간형 로봇을 지칭한다.[1] 이와 별개로 SF 팬덤에서 인간처럼 생긴 외계인들을 그렇게 부르기도 한다.
2 인간형 로봇
2.1 특징
흔히 쓰는 바퀴식 or 트랙식 로봇은 모터 두세개면 자유자재로 움직이고 일부러 뒤집지 않는 한 넘어지지 않고, 최근 군용으로 수류탄처럼 투척하는 로봇이 나왔을 정도로 강도도 충분히 높일 수 있다.
반면 휴머노이드 로봇은 직립보행을 하는 특성상 빡빡하게 조립된 십수개의 관절을 고정밀도로 제어해야 하기에 일단 가격이 비싸고 유지보수성이 심각하게 떨어지면서도 외부에서 밀거나 뭔가를 밟거나 할 경우 아주 쉽게 넘어질 수 있으며 수십 kg짜리 쇳덩어리가 넘어지면 결과는 뻔하다. 장점이라고 들만한 것은 인간의 환경을 개조하지 않고 (문턱을 없애는 등) 인간의 도구를 이용하여 작업을 할 수 있다... 라는 것을 들 수 있는데 사실 환경 개조하는게 수십배는 싸게 먹히고, 인간이 활동하는 환경에서 안정적으로 돌아다니는 로봇은 아직 존재하지 않는다.
2.2 현 상황
위에서 언급한대로 휴머노이드는 돈먹는 하마에 실용성은 전혀 없는 물건이지만 반대로 보면 실용성을 무시하고 돈을 투자할 경우 기술력을 과시할 수 있는 좋은 물건이기도 하다. 그래서 기존에 미국, 유럽등의 실용성을 중요시하는 로봇공학계에서는 거의 소외받아 왔고, 거대로봇물 종주국인 일본과 일본과 경쟁하길 좋아하는기술력 자랑을 좋아하는 한국에서만 주로 연구되어 왔다. 그리고 최근에는 역시 돈많고 기술력을 자랑하고 싶어하는 이란 등의 중동 국가에서도 만들어지고 있다.
휴머노이드 연구는 특성상 엄청난 돈이 필요하기 때문에 진입장벽이 높고 발전 속도가 더딘 감이 있었다. 헌데 휴머노이드 연구는 최근 미국 DARPA에서 후쿠시마 원자력 발전소 사고를 계기로 개최한 로봇 대회 덕에 최근 엄청난 진보를 보이고 있다. 연구시작 2년도 안 된 팀들이 계단오르내리기는 껌이고 삐뚤빼뚤 쌓여있는 콘크리트 블럭 위를 쉽게 걸어가는 상황. 혼다는 대회에 관심을 보이고 실제로 사내에서 시나리오 테스트도 했으나 (NHK 특집 방영) 결국 대회에는 참가하지 않았다. 잘해봐야 본전일거라는 판단 때문이었던 듯.
2.3 시판되는 휴머노이드
휴보, HRP, ATLAS등 많은 휴머노이드들이 상업적으로 판매되고 있고, 개인도 충분한 현금과 개인 연구실, 로봇을 관리할 공돌이가 있다면 구매 소유할 수 있다. 인간형 로봇의 개인소유는 더이상 SF만의 이야기가 아니다.
2.4 각 국가의 휴머노이드 개발 진척
평지에서 걷는 인간형 로봇은 기술적으로나 소프트웨어적으로나 충분히 확립이 되어 있는 상태이고, 충분한 예산만 있다면 개인도 만들 수 있다. 한국의 휴보, 일본의 여러 로봇들에 더하여 최근 독일, 스페인, 이란, 중국, 태국, 이탈리아, 프랑스 등 다양한 나라에서 휴머노이드를 제작하고 있다. 특히 극단적으로 경량인 로봇의 경우 대학교 학부생들로 이루어진 팀에서 만드는 경우도 꽤 있다.
2.4.1 일본
30년간 한 우물파서 많은 기능을 부여한 세계 최고의 휴머노이드 기술력을 과시했다. 일본의 경우 타 국가와 달리 기업체 기술 과시용으로 제작되는 휴머노이드가 많다. 아시모로 대표되는 혼다를 비롯하여 역시 달리는 휴머노이드 로봇을 선보인 토요타[2], 그리고 강아지 로봇 아이보에 이어 최초로 달리는 휴머노이드 로봇 큐리오를 선보인 소니 등을 들 수 있다. 이들 회사는 만화나 아니메 등으로 로봇문화에 친숙한 일본이라는 특징 하에서 회사에 필요한 기술력 증가 및 광고 효과 등을 노리고 휴머노이드를 만들어 왔으나, 이들 로봇들은 회사 홍보용에 그치고 연구용으로 시판되지는 않는다. 아시모 같은 경우 해외 대학에 연구용으로 제공되기도 하나, 시판되는 것은 아니고 핵심 알고리즘은 철저한 보안하에 유지된다.
HRP 로봇 시리즈. 맨 오른쪽은 여성형 HRP-4c
카와다중공업에서 제작하여 연구용으로 폭넓게 판매되고 있는 HRP 시리즈 로봇도 있다. 이 로봇은 아시모처럼 엄청난 성능을 보여주지는 못하나, 쓰러진 상태에서 자력으로 일어날 수 있고 우수한 보행성능을 보인다. DRC 우승팀 SCHAFT사의 로봇이 이 HRP시리즈를 기반으로 만들어졌다. 기타 각 대학 연구실에서 다양한 휴머노이드를 자체 제작하여 연구용으로 사용중이다.
2015년 6월 20일부터는 소프트뱅크가 페퍼라는 개인용 휴머노이드를 일본 전역의 매장에서 판매하기 시작하였다. 그러나 일반적으로 생각하는 이족 보행 로봇이 아니라 바퀴로 움직이는 방식. 이족 보행이라는 것에 집착하기 보다는 "인간의 감정을 이해"한다는 소프트웨어적인 것에 초점을 맞췄다고 한다. 사실 사람이 기존에 만들어놓은 대부분의 인프라를 개조 없이 활용할 수 있는 궁극의 휴머노이드가 나와도 그것들을 인지할 수 있고 사람과의 협업으로 이어주는 인공지능이 없으면 아무 소용이 없으니 이런 방향의 선회는 지금 입장에서 생각해보더라도 현실적으로 상당히 합당한 결정이라고 볼 수 있다.
2.4.2 한국
한국의 경우 일본과는 달리 국가 연구소에서 로봇을 제작하는 데 기업체와는 다르게 그에 따라오는 부가적인 기술확보를 목표를 겸하여 로봇을 제작하며, 국가의 예산으로 제작하는 물건인 만큼 기껏 만든 로봇이 아무런 이득을 주지 않으면 애초에 만들 수가 없다. 즉, 휴보의 개발 목적은 충분한 고급기술확보나, 그러한 기술의 발표에 있다. 일본의 경우처럼 실용성도 없는 주제에 홍보만을 위해 제작하는 로봇을 만들 명분이 없다는 것. 미국의 경우는 이것이 더 심하다.
휴보를 제작하면서 얻게 된 기술들로 제작된 발명품들을 몇가지 꼽자면 아래와 같다.
- 휴보웨이 - 휴보의 중심제어 기술이 그대로 들어갔다. 때문에 특허 문제 등을 검토해야 했으므로 시판은 하지 않았다. 스스로 중심 잡을 줄 알야야 하는 휴머노이드의 중심제어 기술 덕분에 현재 시판 중은 그 어떤 세그웨이에도 뒤쳐지지 않는 반응성을 자랑한다.
- 배달 로봇 휴보Q - 높이 조절이 가능한 가변형 쟁반과 바퀴가 달린 배달 로봇. 세그웨이에 받침대를 올려놓은 생김새이며, 시속 40km로 달리고 회전하는 도중에도 쟁반 위의 물컵이 쓰러지지 않을 정도의 안정성을 자랑한다. 이 정도의 빠른 속도로 주행하면서도 안정성을 유지 할 수 있는 로봇은 전세계에서도 흔하지 않다.
- 별-위성 광학 탐지 장치 - 놀랍게도 이 녀석도 휴보의 모터 제어 기술을 이용해 1초각의 정밀도로 하늘의 물체를 추적할 수 있다.
- '스튜어트 플랫폼'과 '듀얼크레인'
- FX-1 - 어떤 로봇들은 기술적인 우수함을 발표하는 데 사용되기도 하는데 여기서 대표적인 예시로 휴보의 자세제어 기술을 응용한 '탑승형 로봇'인 FX-1가 있다. 이 로봇은 일본의 아이풋에서 영감을 얻어 개발하게 된 로봇인데 무대에서 단 한번 걷고 주저 앉는 것만을 보여준 아이풋과는 다르게[5] 전진 후진, 좌우 이동, 제자리 회전을 분명하게 보여준 로봇이며, 100kg의 추를 올려도보고 사람이 직접 강제로 흔들어 보기도 했지만 큰 기둥에 서 있는 것 같이 꿈쩍도 하지 않고, 흔들려도 이내 스스로 중심을 잡는다. FX-1는 완성된 해에 부산에서 열린 'APEC 정상회의'에서 세계 각국의 지도자들 앞에 소개되어 큰 호평을 얻었다. 한국의 기술력을 국가적인 차원에서 홍보한 셈이다. 이 FX-1 능가하는 탑승형 로봇은 현재까지도 나오고 있지 않다.
- 휴보를 개발함으로서 한국이 많은 고급기술을 습득함으로서 휴머노이드를 개발하려는 또 다른 목적이 각 국에 퍼지게 되었다. 휴보를 제작하면서 얻게 된 기술은 위에서 언급했 듯이 많은 발명품들은 만들었다. 또한 휴보2는 한 대당 수억이 넘는 가격임에도 불구하고 휴머노이드 기술이 떨어지는 많은 나라들이 연구를 위해 러브콜을 보내며 구입하고 있다. 그러나 기술 습득과 응용 분야는 그렇다고 쳐도, 지능형 휴머노이드 자체의 기술이 일본을 따라잡지 못하는 것은 부정할 수 없는 현실이다[6].
- 현재까지 미국에서 주최한 DRC 대회에서 많은 점수를 획득하지 못했지만[7] 2015년 DRC 대회에서 휴보가 1위를 차지했다! 그동안 꾸준히 DRC 대회에 참가하며 경험과 기술력을 쌓은 결과라고 할 수 있다. 하지만 이에 대해서 우려하는 시각도 있는데, 왜냐하면 DRC-휴보의 우승은 쥐꼬리만한 예산으로 대표되는 척박하고 열악한 환경 속에서 극한의 공밀레를 해냄과 동시에 천운이 따라주다시피한 당시의 조건을 통해서 겨우 이뤄낸 성과임에도 불구하고 DRC 휴보의 우승을 본 높으신 분들이 이를 휴머노이드 기술의 전체적 상향평준화로 오판해서 이것을 당연한 것으로 보고 더욱 적은 예산을 줄 가능성을 배제할 수 없게 되어버렸기 때문이다. 한국 로봇계 관련 높으신 분들의 이뭐병스러운 수준을 알 수 있는 대목.
2.4.3 미국
모든 면에서 최고의 기술을 가졌으나 별 관심이 없었다.
현 보스턴 다이나믹스 CEO Mark Raibert가 80년대 MIT 교수로 재직시 만든 외다리 / 이족 로봇. 아시모의 개발 시작과 비슷한 시기에 했던 연구이고, 이를 바탕으로 지금의 2/4족 로봇 보행을 만들었다.
MIT M2 로봇
다만 미국을 휴머노이드 분야 최약국이라고 하는건 어불성설에 가깝다. 미국은 실용주의가 강해 타 로봇 대비 휴머노이드에 한국/일본처럼 회사 or 국가 레벨로 집중투자를 하지 않았기에 최근까지 가시적인 결과물은 적었으나, 제어이론, 최적화 이론, 관절 고정밀 제어 등 모든 구성 학문들에 있어서 넘사벽급의 수준이다. 이는 최근 보스턴 다이나믹스의 ATLAS 로봇과 DARPA DRC 대회 등을 통해 명백하게 드러났는데, 1~2년만에 의복 테스트용이라며 뚝딱 만든 ATLAS 로봇은 과거 어느 로봇들도 흉내도 낼 수 없었던 거친 돌밭 고속 주파를 보여주었고, DRC 대회 때 2년도 안되는 짧은 기간에 급조된 각 대학 팀들은 기존 한일 연구자들의 연구 결과를 순식간에 따라잡고 추월하는 모습을 보여주었다.
NASA 린든 B. 존슨 우주센터에서 만든 Valkyrie 로봇
ISS에 올라간 우주 로봇, 일명 "Robonaut".[8]
이런 천조국의 무지막지한 파워는 NASA 로봇의 개발 과정에서 잘 드러나는데, 우주에서 쓸 거라는 미명하에 DARPA에서 받은 30억원의 연구비에 NASA 펀딩을 더하고, 개발진을 하루 3교대로 갈아넣어 돌려 초스피드로 제작했다고 한다. 여기서 개발진이란 게 NASA 엔지니어들과 우주 비행사들이다. 배터리는 우주정거장에 들어가는 초고성능 배터리를 썼다고. 즉 역사는 일본에 뒤지지만 기술력은 뒤지지 않으며, 앞으로도 실용성을 억지로라도 확보할 수 있다면 SF수준의 로봇도 충분히 만들어 낼 수 있는게 미국이다. 다시는 천조국을 무시하지 마라
우연히 발견해서 내용을 추가해보고자 한다.2016.06.19
구글이 지난 2013년에 인수한 보스턴 다이내믹스.
지금은 토요타에 인수됐다고 한다...#
여튼 보스턴 다이내믹스에서 만들어낸 무서운 휴머노이드가 있다.
바로 아틀라스.
복잡한 지형에서도 자동으로 자세를 유지하며 보행 경로를 설정하며 보행이 가능하다.
두 팔로 주위환경을 조작하는 건 물론 넘어져도 직접 일어나는 건 기본에 물체까지 들어올리는...
기억해... 구글은 스카이넷이야....! 이 영상은 다시봐도 무섭다...
2.4.4 기타 국가들
중국 Zhejiang 대학의 탁구로봇 Wu/ Kong (보행 가능)
프랑스 Aldebaran사가 개발중인 대형 휴머노이드 Romeo
DLR(독일 우주 센터) 에서는 개발한 최신 힘-제어 방식의 TORO
뮌헨 대학에서 개발한 LOLA
스위스 취리히 대학에서 개발한 Roboy
러시아 미래연구재단에서 개발한 로봇 우주인 표도르(Фёдор). 국제우주정거장에서의 사용을 목표로 제작.
3 SF에서의 용어
외계인이 등장하는 SF에서의 용어 중 하나로 인간처럼 생긴, 달리 말해 그냥 인간 연기자가 간단히 분장을 한 것처럼 생긴 외계인을 지칭한다.
현실적으로 외계인이 존재한다면 인간은 커녕 지구상의 어떤 동물과도 다르게 생겼을 가능성이 높다. 그러나 초창기 SF 영상 매체들에서는 상상력의 한계와 촬영 과정에서의 난점 등으로 인간 연기자가 피부에 색칠을 하거나, 고무 가면을 뒤집어쓰거나, 귀 모양만 바꾸는 정도의 간단한 분장을 통해 연기가 가능한 외계인들이 등장하게 되었다. 익숙한 스타워즈의 예시를 들자면 휴머노이드라고 볼 수 없는 헛 종족과 인간 연기자가 쉽게 연기 가능한 휴머노이드형의 로디안, 우키, 트윌렉 등의 종족을 비교해보자. 당연히 여러 명이 인형을 조작해야하고 움직임도 제한되는 전자보다 분장만 하고 자유롭게 연기하면 되는 후자가 촬영하기 훨씬 간편하기에 SF 작품에는 필연적으로 휴머노이드 종족이 대량으로 등장하게 되는 것이다. 헛 종족 제다이가 날렵하게 라이트세이버 대결을 벌이는 모습을 상상해보자
- ↑ 이 경우 Human(인간)과 Android(안드로이드)의 합성어라고 해석할 수도 있다.
- ↑ 실은
스트레기스트링거 회장의 구조개혁안으로 매각된 소니의 로봇사업부가 개발한 것이다. 즉 토요타의 로봇 기술은 그 원천이 소니인것. - ↑ 이전의 HRP 시리즈의 '산업현장에서 함께할 수 있는 휴머노이드'라는 컨셉이 아닌 '휴머노이드의 동작 유연성 확장과 경량화'라는 컨셉으로 만들어진 로봇인데 그러기 위해서는 춤도 출 줄 알아야 해서 춤 추는 기능도 넣었고 '-> 하는 김에 노래도 부르게 한다.' 테크트리를 타서 야마하의 제휴 하에 이 로봇 내에 VOCALOID를 내장해버렸다고 한다.(...) 그런데 이 물건은 경량화에 초점을 두다 보니 자연히 서보모터 출력이 낮아졌고, 그래서 넘어졌을 때 스스로 일어나지 못한다던지, 조금만 거친 환경이라도 운용할 수 없다는지 하는 단점이 너무 부각돼서 2015년 기준으로 추가 투자가 끊겨버린 상태라고 한다. 안습.
- ↑ 사실 일본은 이미 안드로이드 시장에서 초기에 출발할 때, 전기식 모터 대신 공기식 모터를 채용하는 오판을 저질러서 2015년 기준으로 다른 전기식 휴머노이드들은 다 걷고 뛰고 계단 오르내리는 것은 기본으로 하고 안드로이드의 상대적으로 얇은 프레임에도 그 초월적인 물건을 배터리와 함께 이식할 수 있는 날이 가까웠는데도 공기식 모터 특유의 단점인 '외부 펌프에 모든 동력을 의존한다' 때문에 2014년까지도 안드로이드에 배터리도 못 넣고, 걸어다니지도 못했던 삽질을 해서 결국 2010년대 들어서 전기식 안드로이드의 개발을 처음부터 다시 시작한(...) 전적이 있다. 그러나 잘나갈 때 그런 물건을 만들면서도 전기식 휴머노이드도 소홀히 하지 않아서 2015년 기준으로 외국에 절대 밀리지 않는 수준의 데이터를 보유하고 있는 것은 다행이라고 할 수 있다.
- ↑ 아이풋처럼 역관절로 제작하려고 했었고 실험용 로봇까지 만들었고 잘 움직여줬지만, 연구팀은 이걸 분해해 버리고 새로 로봇을 만들었다고 한다. 역관절은 힘은 강하지만 운동성능이 떨어졌기 때문이라고. 아이풋을 왜 홍보용이라고 비꼬여지는지 생각해보자. 아이풋을 만든 일본도 이 사실을 모를리 없다.
- ↑ 누적된 데이터 양은 무시할수가 없다는게 정설이다
- ↑ DRC 휴보라는 로봇으로 대회에 참가 했었다. 외형을 보면 알겠지만 재해 현장에 맞게 온몸이 쇠로 이루어져 그다지 친근감이 느껴지지 않는다. DRC 대회에 참가하는 다른 로봇들도 마찬가지
- ↑ 이 쪽은 형태에서 보면 알 수 있듯이 상하체를 탈부착(?)하며 다용도로 쓰려는 컨셉이다. 월면차에 부착하여 달토끼와의 전격전(...)을 벌일 수도 있고, 특수한 형태의 다리를 장착하여 EVA에 부려먹을 수도 있다.