유비쿼터스 시대의 로봇 : 유비봇(소봇, 인봇, 모봇), 로보 사피엔스

유비쿼터스 시대의 로봇 ‘유비봇’

로봇은 결국 움직이는 컴퓨터이다. 따라서 로봇의 미래는 컴퓨터 기술 발전과 밀접히 연관 되어 있다. 오늘날 여러 사람들이 주위에 내재된 다양한 컴퓨터들을 의식하지 않고 네트워크를 통해 사용할 수 있는 유비쿼터스 컴퓨팅 시대를 맞이하고 있다. 쉽게 말해 우리 주변에 있는 모든 사물들이 컴퓨터인 시대가 올 것이다. 이러한 추세에 맞춰 지능형 디지털 주거 공간의 컴퓨터 및 디지털 기기와 연동되어 언제 어디서나 접근 가능한 유비쿼터스 로봇, 이른바 ‘유비 봇(UbiBot)’이 등장할 것이다.

앞으로 우리 인류는 서로서로 긴밀하게 네트워크로 연결된 수십억 개의 유비쿼터스 공간 속에서 살게 될 것이다. 이 유비쿼터스 공간에서는 시간이나 장소, 가지고 있는 단말기에 구애받지 않고 사용자가 원하는 정보와 서비스를 얻을 수 있다. 이 공간에서는 이동성을 필요로 하는 서비스를 위하여 이동성 정보통신 단말기로서 유비쿼터스 로봇이 필연적으로 요구될 것이다.

유비봇은 스마트 센서, 지능형 정보 입출력 장치 등을 지니고 다양한 컴퓨터 및 디지털 기기와 스마트 환경 센서 등을 제어할 수 있고, 정보를 전달하는 통신 능력을 지닌다. 결국 유비 봇이란 가정이나 사무실의 디지털 환경이 분산 네트워크와 다양한 유무선 통신 수단에 의하여 통합되는 디지털 컨버전스(digital convergence)와 더 나아가 여기에 지능을 부여하여 효율을 극대화하는 유비쿼터스 컴퓨팅(ubiquitous computing)을 갖춘 디지털 생활환경을 총체적으로 관리할 수 있는 로봇이라고 할 수 있다.

유비봇을 구성하는 세쌍둥이

앞서 언급했듯이 유비봇(UbiBot)이란 유비쿼터스 공간 속에서 언제, 어디서나, 어떤 단말기로든 임의의 네트워크를 통해서 사용자가 원하는 서비스를 제공할 수 있는 로봇이다. 유비봇은 인간계와 환경계 사이에 이음새 없이(seamless), 인식되지 않으며(calmly), 상황에 맞는(context-aware) 서비스를 제공하는 네트워크 기반(networked) 로봇으로, 크게 세 가지로 구성된다.

네트워크를 통해 이동하며, 언제 어디서든지 접속 가능하고, 자율적인 상황 인식과 사용자와 끊임없는 상호 작용이 가능한 소프트웨어 로봇(software robot)인 소봇(Sobot), 환경이나 이동 로봇 등에 이식되어 로봇 및 사용자의 위치 인식, 사용자 및 로봇의 인증, 여러 센서 정보의 합성 등을 담당하는 임베디드 로봇(embeded robot)인 임봇(Embot), 그리고 사용자의 손발이 되어 힘든 일과 여러 가지 서비스를 제공할 이동 로봇(mobile robot)인 모봇(Mobot)으로 구성 된다. 특히 소봇은 유비쿼터스 개념에 따라 네트워크를 통해서 이동 로봇에 이식되어 이 로봇 들의 두뇌 역할을 할 수도 있다.

(1) SW 기반의 자율 시스템 ‘소봇’

소봇(Software robot: Sobot)은 소프트웨어 기반이기 때문에 네트워크를 통해 이동할 수 있고 언제 어디서나 다른 시스템과 연결될 수 있다. 소봇은 상황을 파악하여 사용자와 상호작용을 하며, 다른 환경과 로봇에 이식될 수 있다. 소봇은 자율 시스템이기에 자신의 행동을 외부 명령 없이 스스로 결정하고 통제한다. 유비쿼터스 환경에서 소봇은 사용자를 대신해 행동하고 통신을 할 수 있으며 소봇은 임봇이나 모봇에 이식되어 활동할 수 있다.

또 하나 중요한 특징은 스스로 배울 수 있는 능력을 가졌다는 것이다. 주위 대상을 알아보고 움직임을 파악하며 상황을 이해할 수 있다. 소봇은 분명한 목적과 치밀하게 짜여진 계획하에 작동하는데, 이 계획들은 계속 수정된다. 새로운 상황이 나타나면 소봇은 그 상황에 맞게 적응하여 반응한다. 문제가 발생하면 자동적으로 사용자 앞에 나타나서 사용자의 행동을 관찰 하면서 사용자에 대해 배운다. 사용자, 즉 소봇의 주인이 무엇을 좋아하고 무엇에 관심이 있는 지를 배우며 적응해나갈 수 있다.

최근 KAIST의 ITRC-지능로봇연구센터에서는 이러한 유비봇의 구현 가능성을 보이기 위하여 인공생명체로 구현된 소봇인 ‘Rity’로 두 가지 중요한 실험을 하였다. PC에 부착된 USB 카메라를 통해 Rity가 실제 세계에 있는 사람과 상호 작용이 가능하도록 하였고, Rity에 네트워크 기능과 고유의 IP를 부여해 언제 어디서든 접속을 통해 사용자의 위치로 가져올 수 있도록 하였다. 이는 우리가 사는 실세계와 소프트웨어로 구현되는 가상세계의 연속적 결합과 어디든지 존재하는 소봇을 통해 유비봇의 구현 가능성을 보인 것이다.

(2) 외부환경을 정밀하게 읽는 ‘임봇’

임봇(Embeded robot: Embot)은 외부환경 속에, 또는 모봇에 이식된다. 이 임봇은 다양한 센서들과 협력하여 사용자 또는 모봇의 위치를 인식하고 통합하여 외부환경을 이해한다. 또 네트워크로 연결되어 있고 감지 기능이 있는 모든 물체, 그리고 소봇을 컨트롤할 수 있는 마이 크로프로세서가 장착되어 있는 모든 물체를 포함한다고 볼 수 있다. 인간의 행동과 상태, 선호 도, 관계성 그리고 주변 환경들을 소리 없이 인식하고 이해하기도 한다.

임봇은 인간 행동의 패턴을 인식할 뿐만 아니라 날씨와 시간, 기후 등 사람의 행동과 상태에 영향을 줄 수 있는 환경 요인들도 인식한다. 임봇은 사람들 사이에 존재하는 다양한 종류의 거리감을 구별할 수 있다. 임봇은 가족 구성원과 방문자, 친구와 개성 등 사회적 관계들을 구별할 수 있다. 주인과 다른 사람들 사이의 관계를 알아채고, 누가 주인에게 손가락질을 하는 지, 얼굴을 맞대고 쳐다보고 있는지도 안다.

임봇은 모봇과 인간, 물체, 그리고 다른 환경의 위치를 파악하고 사용자 인증을 한다. 임봇은 또한 자료를 가공하는 능력을 가지고 있다. 인간 행동과 상태, 환경에 대한 정보를 수집하고 가공하여 정보 검색 과정에서 능력을 발휘한다. 또한 임봇은 정보를 수집·저장·가공하여 로봇과 인간의 의사소통을 쉽게 해준다. 이러한 기능은 가정이나 사무실, 정부 건물에 광범위하게 적용될 수 있다. 또한 보안과 정보 검색 시스템, 연구 관리, 공공자원 관리도 개선해줄 것이다.

(3) 움직이는 서비스 에이전트 ‘모봇’

모봇(mobile robot: Mobot)은 움직일 수 있기 때문에 임봇보다 더 많은 기능을 한다. 모봇은 임봇이 제공한 정보에 근거하여 실제 서비스를 제공하기 위해 소봇과 커뮤니케이션을 한다. 모봇은 바퀴나 두 다리를 가지고 있는 다목적 서비스 로봇으로 사용될 것이다.

미래의 유비봇을 생각해 보면 소봇, 임봇, 모봇은 인간과 함께 존재할 것이고 우리에게 유비 쿼터스 네트워크를 통해 우리에게 인식되지 않으면서 상황에 맞는 서비스를 언제 어디서나 이음새 없이 제공할 것이다. 유비봇을 구성하는 세 가지 로봇은 각각의 기능과 지능에 근거하여 서로 협력하면서 고유의 역할을 할 것이다.

로봇의 미래, 로보 사피언스

영화 ‘아이, 로봇’에서 나오는 2035년의 로봇 ‘NS-5’는 감정을 표현하고 상황 판단을 하는 지능형 로봇이다. 이쯤 되면 로봇도 호모 사피언스(Homo Sapiens)와 같이 새로운 종인 로보 사피언스(Robo Sapience)로 분류해야 할 것이다. 뛰어다니고 구르는 시스템이 구현된다고 가정할 때, 대량 생산된 로봇에 생명력을 불어넣을 수 있는 기술은 가능한 것일까? 각 로봇에게 각기 다른 개성을 부여하는 것도 가능할 것인가? 이를 가능하게 하는 것이 로봇을 인공 생명 체로 정의하는 것이다. 이는 로봇에게 각기 다른 생명체로서의 개성을 가질 수 있는 인공 유전자 정보를 부여함으로써 가능할 것이다. 이런 인공 유전자 정보란 결국 소프트웨어 시스템을 통해 가능할 것이고, 따라서 앞에서 설명한 소봇을 통해서 가능할 것이다.

로봇이란 센서 정보를 분석하여 각 센서 정보에 따라 내부 상태(동기, 감성, 항상성 등) 변화를 일으키고, 이에 따라 적절한 감정을 표현하고 행동을 취할 수 있는 기계적인 시스템이다.

여기서 같은 센서 정보라도 로봇에 따라서는 다르게 반응할 수 있다는 점이 개성으로 표현될수 있을 것이다. KAIST RIT 랩에서는 인공 생명체에 인공 유전인자를 구현하는 연구가 한창 진행 중에 있다. 영화 속에서 2035년의 NS-5는 결국 유비봇의 진화를 통해서 인공 생명체로 구현 가능할 것이고, 우리 인류는 이들을 새로운 종인 로보 사피언스로 인정해야 하는 날이올 것이다.