창조과학 칼럼 (3) 인간형 로봇과 인간의 센서(Humanoid Robot and Human Sensor)
김영호 저 (대구경북첨단의료산업진흥재단, yhkim@dgmif.re.kr)
“향긋한 고기 굽는 냄새가 물신 풍기는 것을 보니, 이집이 분명하군...” 지난 저녁 식사 초대를 받아서 도착한 집 앞에는 맛깔 나는 음식 냄새가 먼저 나와서 초대받은 손님들을 반겨주었다. 숯불에 갓 구워낸 고기와 야채 그리고 시원한 냉국과 하얀 쌀밥으로 풍성한 식탁을 바라보며 앉으려니 어느새 입 안 가득 침이 맴돌았다.
식탁에 함께한 사람들과 삶의 이야기를 나누며 젓가락으로 집어든 고기 한 점이 혀끝에 닿을 때에 느껴지는 부드러움과 고소한 맛이 즐거웠다. 또한 잘 익은 김치 한 조각을 씹을 때 귓가에 들려오는 입 안에서의 아삭거리는 소리는 식탁의 흥겨움을 더해 주었다. 이처럼 음식을 먹는 과정에는 우리가 가진 다섯 가지 감각 즉 후각(코), 시각(눈), 촉각(피부), 미각(혀), 그리고 청각(귀)들이 총동원되어 먹는 즐거움을 더해간다.
인간형 로봇 센서와 인간의 감각
사람이 가진 다섯 가지 감각과 행동을 모방하거나 재현할 수 있는 로봇을 인간형 로봇(Humanoid Robot)이라고 한다. 물론 인간형 로봇은 움직일 수 있으며 다른 사물을 인지할 수 있다. 세계 최초의 인간형 로봇으로 알려진 ‘아시모’(Asimo, 2000년 일본 혼다사)에 이어서 우리나라의 ‘휴보’(Hubo, 2004년 한국과학기술원), '마루'와 '아라'(2005년 한국과학기술연구원) 그리고 중국의 '량량‘(亮亮, 2006년 신쑹로봇자동화회사) 등이 지금까지 개발되었다.
센서란 주변의 물체나 물질 또는 에너지를 인지하고 검출하는 장치로서 인간의 다섯 가지 감각기관의 역할을 하는 것이라고 할 수 있다. 센서의 감지과정은 외부에서 가해지는 자극(빛, 소리, 온도 등)을 감지기가 반응하여 전기적인 신호를 발생시키고, 이 전기적인 신호가 전기회로를 거쳐서 컴퓨터의 중앙처리장치로 들어가서 외부자극을 판단하는 순서로 진행된다.
인간의 감각기관을 통한 외부자극 인지과정은 센서에서처럼 외부자극을 전기적 신호로 바꾸어 전달한 후에 뇌에서 판단하고 반응하는 순으로 진행된다. 예를 들어, 영화 ‘월리(WALL-E)'를 볼 때, 화면의 영상에서 나온 빛은 우리 눈의 망막에 도달하여 빛감지세포(광수용체, 1억 개)를 자극하여 전기적인 신호로 바뀐다. 이렇게 바뀐 전기적인 신호는 시신경세포(100만개)를 통해 뇌에 전달되어 판단된다. 이러한 시각인지 과정은 10분의 1초 밖에 걸리지 않는다. 그리고 인간의 다른 감각인 후각, 촉각, 청각 및 미각도 시각과 같이 외부자극을 전기적인 신호로 바꾼 후에 신경세포를 거쳐 뇌에 전달되어 해석되는 과정을 거친다. 이처럼 인간의 감각기관과 그 기능들이 아주 과학적이고 정교하게 설계되어 만들어졌음을 알 수 있다.
인간형 로봇에 필요한 센서
인간의 오감을 모방한 각종 센서 중에서, 우선 인간의 시각에 해당하는 시각 센서는 가시광선영역 및 자외선과 적외선을 인지할 수 있는 카메라가 개발되었다. 두 번째로 청각에 해당하는 음향 센서는 인간의 가청영역과 초음파를 감지할 수 있는 센서가 개발되었다. 세 번째로 후각(사람의 코에 5백만 개의 후각세포가 있음)에 해당하는 전자 코는 여러 종류가 개발되었다. 네 번째로 미각(단맛, 쓴맛, 신맛 등)에 해당하는 화학 및 바이오센서는 현재 개발이 진행 중에 있다. 그리고 마지막으로 촉각(사람 피부의 온점, 냉점, 압점, 통점, 촉점에서 감지)에 해당하는 촉각센서는 다양하게 개발되었다.
첨단과학의 총 집합체라고 할 수 있는 인간형 로봇 개발의 핵심 부분에 해당하는 센서들과 인간의 다섯 가지 감각기관의 기능에 대해서 간략하게 살펴보았다. 인간형 로봇에 사용되는 센서들은 창조주 하나님께서 정교하게 설계하여 만드신 고성능인 인간의 감각기관들을 모방하여 첨단과학기술이 만들어낸 결과물들이다. 가만히 살펴보면 우리의 온 몸은 신묘막측하게 설계된 각종 센서들로 가득 덮여져 있으며 매 순간 끊임없이 외부자극을 감지하고 판단하고 있음을 보게 된다.
인간형 로봇을 바라보며 그것을 만든 로봇공학자들에게 박수를 보내는 것이 당연하듯, 그 보다 더욱 놀랍게 우리 온 몸의 다양한 센서들을 창조하시고 제대로 작동할 수 있도록 해 주신 창조주 하나님께 감사와 찬송을 올림이 마땅할 것이다.
창조주 하나님! 당신의 지혜가 어찌 그리 크고 놀라운지요!!!
