일본의 엔지니어들은 로봇이 인간의 특별한 표정, 즉 미소를 흉내 내도록 만들고자 노력하고 있습니다.
그들은 인간 피부 세포로 얼굴 마스크를 만들고, 결합 부분을 숨기고 찡그린 표정으로 바꾸거나 부드러운 미소로 바꿀 수 있을 만큼 유연한 새로운 기술로 로봇에 부착했습니다.
그 효과는 한니발 렉터의 무서운 가면과 클레이 애니메이션 피규어 검비의 중간쯤 됩니다.
하지만 과학자들은 이 프로토타입이 더욱 정교한 로봇을 만드는 길을 열었다고 말한다. 바깥쪽 층은 탄력성과 내구성이 뛰어나 기계를 보호하면서도 인간에 더 가깝게 보이게 만들어준다.
연구자들이 실험실에서 살아있는 피부 세포로 만든 “피부 대체물”이라고 부르는 것은 표현력을 넘어 상처를 입히고 화상을 입히며 스스로를 치유할 수도 있다고 6월 25일 Cell Reports Physical Science 저널에 발표된 연구에 나와 있습니다.
도쿄 대학의 교수이자 이 연구의 수석 연구원인 쇼지 타케우치는 이메일에서 “인간과 유사한 얼굴과 표정은 인간과 로봇의 상호작용에서 의사소통과 공감을 개선하여 로봇이 의료, 서비스 및 동반자 역할에서 더 효과적이 되도록 합니다.”라고 말했습니다.
이 연구는 로봇이 공장 현장에서 점점 더 흔해지고 있는 상황에서 이루어졌습니다.
국제로봇연맹에 따르면 2022년에는 자동차와 전자제품의 조립 라인과 기타 작업 현장에서 390만 대의 산업용 로봇이 작동할 것으로 예상됩니다.
전체 로봇 재고 중 하위 집합에는 두 개의 팔과 두 개의 다리를 가지고 있으며 공장과 같이 인간 근로자를 위해 제작된 환경에서 작업할 수 있도록 설계된 기계인 소위 휴머노이드가 포함됩니다. 또한 호텔, 의료, 교육 분야에서도 사용할 수 있습니다.
연방 대변인인 카르스텐 히어는 휴머노이드가 “흥미로운 개발 분야”이지만 대량 시장 도입은 복잡할 것이며 비용에 의해 제약을 받을 수 있다고 말했습니다.
그럼에도 불구하고 중국 정부는 2023년 10월에 2025년까지 휴머노이드를 대량 생산한다는 목표를 발표하면서 산업 생산성이 크게 향상될 것으로 예측했습니다.
수십 년 동안 로봇 엔지니어들은 로봇의 복잡한 기계를 보호하면서도 다양한 용도에 적합할 만큼 부드럽고 가벼운 소재를 찾고자 재료를 실험해 왔습니다.
연구원들은 논문에서 로봇의 표면에 움푹 패이거나 긁히면 기계가 오작동할 수 있으므로 자체 수리 능력이 인간형 로봇의 “중요한 특징”이라고 밝혔습니다.
노스웨스턴 대학교 로봇 및 바이오시스템 센터 소장인 케빈 린치는 이 새로운 피부 부착 방법이 기계 공학과 유전 및 조직 공학을 통합하는 “바이오 하이브리드” 로봇 공학의 신생 분야를 발전시킨다고 말했습니다.
린치는 “이 연구는 인공 피부를 기본 소재에 고정하는 문제에 대한 혁신적인 기여”라며 “살아 있는 피부는 바이오 하이브리드 로봇에서 자가 치유 피부라는 성배를 달성하는 데 도움이 될 수 있다”고 덧붙였다.
그는 이 연구에서는 로봇의 피부가 외부 지원 없이 어떻게 자체 치유될지에 대해서는 다루지 않았다고 덧붙였다.
이러한 로봇의 경우 재료 과제는 사실성으로 확대됩니다. 즉, 미소 짓는 능력과 같이 기계가 사람처럼 보이고 행동하도록 하는 특성을 부여하는 방법을 찾아야 합니다.
도쿄 대학의 타케우치와 그의 동료들을 포함한 과학자들은 수년간 실험실에서 만든 인간 피부를 이용해 연구해 왔습니다.
연구팀은 2022년에 살아있는 피부로 덮인 로봇 손가락을 개발했는데, 이 손가락은 기계의 손가락이 인간의 손가락처럼 구부러질 수 있어 잠재적으로 더 정밀한 작업을 수행할 수 있는 촉감을 제공했습니다.
타케우치의 팀은 미니 후크로 피부를 고정하려고 시도했지만, 로봇이 움직일 때 찢어짐이 발생했습니다. 그래서 팀은 뼈를 연결하는 느슨한 조직의 작은 밧줄인 인대를 모방하기로 했습니다.
팀원들은 로봇에 작은 V자 모양의 구멍을 뚫고 콜라겐이 함유된 젤을 바르고 구멍을 막은 후 인공 피부를 로봇에 고정했습니다.
싱가포르 난양기술대학교 기계항공우주공학과 조교수이자 생물학적 생물을 모방한 ‘소프트 로봇’을 연구하는 왕이판은 “이 접근 방식은 기존의 딱딱한 로봇을 부드럽고 생물학적인 피부와 통합해 ‘인간과 더 비슷’하게 만든다”고 말했다.
피부 결합은 생체 하이브리드 로봇에 감각 능력을 부여해 과학을 공상과학적 판타지에 한 걸음 더 다가가게 했습니다.
왕은 “이것은 로봇이 인간을 감지하고 안전하게 인간과 상호 작용할 수 있는 기회를 만들어낼 수 있다”고 말했다.
타케우치 연구실의 인공 피부를 가진 로봇의 얼굴은 촉각이나 온도 변화 또는 기타 외부 자극을 감지할 수 있는 능력이 없습니다.
타케우치는 그것이 그의 다음 연구 대상이라고 말했다.
그는 “혈관, 신경, 땀샘, 피지선, 모낭 등 필수 구성 요소를 점진적으로 구성해 실제 피부의 기능과 매우 유사한 피부를 만드는 것을 목표로 한다”고 말했다.
인체의 감각을 전달하는 신경계 대신 로봇의 전자 장치는 센서 신호에 전원을 공급해야 합니다. 왕은 이러한 개발에는 훨씬 더 많은 시간과 연구가 필요하다고 말했습니다.
본 기사는 원래 뉴욕 타임스에 게재되었습니다.
Economy Now 뉴스레터에 가입하면 더 많은 비즈니스 뉴스를 받아볼 수 있습니다.
