1987년에 레그랩이 MIT로 옮긴 후에도, 초기 연구인 일족 보행 라이브 바카라 기술을 바탕으로 삼차원 1족 라이브 바카라이나 이족 라이브 바카라, 그리고 사족라이브 바카라에 대한 연구는 계속되었다.

마크 레이버트는 평면형 이족 라이브 바카라으로 계단을 이동하고, 속도를 높이고, 걷기와 달리기를 반복하게 할 수 있는 제어 기술을 발전시키던 중, 일족 보행 라이브 바카라으로 캥거루와 유사한 운동 특성을 보여주는 유니루(Uniroo)를 1991년에 개발했다. 또 1992년에는 이족보행 라이브 바카라으로 공중제비를 시연하기도 했다.

유니루의 경우 단순화된 몸체와 관절이 세 개인 다리, 그리고 꼬리를 가진 형태의 라이브 바카라이었는데, 비대칭의 기계적 구조를 가진 일족 라이브 바카라으로 몸체의 균형을 조정할 수 있다는 것을 증명했다.

레그랩을 이끌던 레이버트는 1995년까지 MIT에 적을 두고 있었지만, 1992년에 보스턴 다이나믹스를 공동 설립하면서, 1992년 이후부터 레그랩은 레이버트의 제자들을 중심으로 연구를 이어 갔다. 그들은 1995년의 스프링 터키(Spring Turkey), 1997년의 스프링 플라밍고(Spring Flamingo)와 같은 평면형 이족보행 라이브 바카라을 개발하면서, 다양한 보행 알고리즘을 실험하고, 이족보행 라이브 바카라의 모션 제어와 파워 제어의 기술을 향상시켜 나갔다.

레드 휘태커 교수가 이끌며, 1988년에 화성 탐사용 6족 라이브 바카라 앰블러를 개발했던 카네기 멜런 대학의 FRC는 1992년에 화산 탐사용 8족 보행 라이브 바카라 단테(Dante)-1을 개발했다. 단테 프로젝트는 위험한 지역을 탐험할 수 있는 가볍고, 민첩한 이동형 라이브 바카라 개발의 경쟁을 장려하던 미 항공우주국(NASA)의 지원으로 진행되었다. 따라서 단테 프로젝트의 궁극적인 목표는 외계에서 탐사 가능한 라이브 바카라을 만드는 것이었다. 이를 위해 실험적으로 위험하고 험준한 지상활동에 적용해보았는데, 화성의 환경과 유사한 남극대륙 로스 섬의 활화산인 에러버스(Erebus)산의 화산 내부를 탐사했다. 사실 단테라는 이름도 신곡에서 지옥으로 내려간 시인 단테와 같이 활화산 내부의 지옥과 같은 곳을 간다는 의미에서 지어졌다.

라이브 바카라 단테는 3미터의 길이, 1.6미터 너비에 주로 티타늄과 알루미늄으로 만들어져서, 8개의 다리를 갖고 있지만 경량형으로 개발되었다. 내구성이 강한 마이크로프로세스 컨트롤러를 탑재했고, 6개의 카메라를 장착해서 360도 영상을 획득할 수 있었으며, 자체 온도 조절 장치도 장착되어 있었다. 앰블러와 마찬가지로 목표지점을 알려주면, 라이브 바카라이 자율적으로 경로를 설정했는데, 메릴랜드주에 있는 NASA 비행 센터로 제어 전환을 하면 2초간의 지연이 발생해서, 달에 있는 라이브 바카라을 제어하는 것과 비슷한 환경을 만들 수도 있었다.

단테는 1992년 12월부터 1993년 1월까지 화산의 용암 근처에서 가스를 채집하고 광물을 채집하기도 했다. 계속된 연구는 6족 라이브 바카라으로 형태가 바뀐 단테-2의 개발로 이어졌다. 단테-2는 1994년에 알래스카의 화산에서 5일간 자율 제어와 원격 제어를 조합해가며 화산 분화구 탐사를 수행했지만, 결국 환경적 문제와 오작동으로 분화구를 빠져나오다가 작동을 멈추었고, 이후 진행된 구출 작전도 실패했다.

인공지능 연구의 일환으로 징기스와 같은 곤충형 보행 로봇을 만들었던 로드니 브룩스의 팀은 1993년부터 상반신형 휴머노이드 코그(Cog)를 개발하기 시작했다. 코그 개발의 핵심 연구원은 한국계 어머니를 둔 신시아 브리질(Cynthia Breazeal)이었는데, 그녀는 이후 키스멧(Kismet)이나 지보(Jibo)같은 인간과 상호작용하는 소셜 로봇들을 많이 개발했다.

코그는 '인지'라는 의미의 영어 단어 “Cognition”의 앞 글자이기도 하고, 톱니바퀴의 톱니라는 의미도 갖고 있다. 당시 브룩스는 인공지능이 실제 세계와 상호작용을 하면서 간단한 반응들이 결합하면, 시간이 지남에 따라 더 복잡한 지능을 형성할 수 있다는 접근 방식을 주장했다. 곤충형 로봇도 그런 접근 방식을 구현하려 한 것이었고, 코그 역시 인간과 상호작용을 하며 지능을 확장할 수 있다는 실험을 하기 위한 상반신형 휴머노이드 로봇이었다.

코그 프로젝트는 10여년간 진행되며 발전했는데, 초기의 코그는 14 자유도를 가진 상반신에 한쪽 팔만 있었고, 기본적인 비전 시스템만 장착되었다. 점차 개선되면서 머리와 두 팔을 갖고, 양팔, 눈, 목, 상체, 허리 등을 동작하기 위한 총 21 자유도와 사람과 상호작용하기 위해 시각, 청각, 평형 감각, 운동 감각 및 촉각을 인지하기 위한 많은 센서를 장착하게 되었다.

브룩스는 코그가 고도의 복잡한 프로그램에 의해 동작하기보다는 아기처럼 시행착오를 통해 배우도록 개발되었다고 밝히며, 두 가지 가정에 기초를 두고 있다고 했다. 첫번째는 인간의 신체 구성은 내적 사고와 언어를 발달시키는 경험에 기여하기 때문에 라이브 바카라이 인간과 같은 지능을 발전시키려면, 인체와 같은 구조를 가져야 한다는 것이다. 두번째는 인간처럼 되는 중요한 것의 하나가 다른 사람들과의 상호작용이기 때문에, 라이브 바카라도 인간과 상호작용을 통해 사회적 신호를 배우는 것이 가능하다는 것이다.

코그는 로봇 학계보다 인공지능 학계에서 더욱 큰 관심을 받았는데, 그것은 당시 인공지능은 전문가 시스템이 큰 인기를 끈 이후 온톨로지, CYC 프로젝트 등 지식기반 인공지능에 대한 연구가 활발하던 시기였기 때문이다. 이런 상황에서 코그는 인공지능 구현을 위해 더 많은 지식을 로봇에 주입하는 것이 더 좋은지, 아니면 로봇을 활용한 상호 작용으로 학습에 대한 행동 기반 접근법을 사용하는 것이 더 좋은지에 대한 논쟁의 한 사례가 되었다.

그런 논쟁을 차치하고, 코그가 라이브 바카라 공학에 끼친 가장 실질적인 영향은 라이브 바카라 공학에서 사회적, 인지적 기술에 대한 관심을 활성화시킨 것이다. 이는 오늘날 활발하게 논의되는 사회적 라이브 바카라 공학 또는 인간과 라이브 바카라의 상호 작용에 대한 관심의 시작이었으며 소니의 아이보를 비롯한 다양한 소셜 라이브 바카라의 발전으로 이어졌다.

1950년대의 GE를 제외하면, 1980년대 후반까지 보행 라이브 바카라이나 휴머노이드를 개발한 주체는 대부분 대학이나 연구소였는데, 1980년대 후반, 일반 기업인 혼다 자동차가 보행 라이브 바카라 개발에 착수했다. 혼다 모터스는 자동차 정비공 출신으로 일본에서 존경받는 기업가인 혼다 소이치로가 1946년에 설립한 혼다 기술연구소를 모체로 한 기업이다. 자체 개발한 엔진을 장착한 자전거를 첫 제품으로 1960년대 중반까지 세계 최대 오토바이 제조업체로 성장했으며, 1963년에 미니 픽업 트럭을 시작으로 자동차 시장에도 뛰어 들었다.

자동차 회사인 혼다가 라이브 바카라을 개발한 배경에는 창업자인 혼다 소이치로가 말한 꿈을 실현하기 위한 것이었다. 그것은 오토바이, 자동차, 라이브 바카라 및 항공기 등 움직이는 모든 즐거움을 추구하는 모빌리티 회사가 되는 것이었고, 결국 혼다는 아시모로 대표되는 라이브 바카라과 혼다 제트로 대표되는 항공기 사업까지 꿈을 이루었다.

혼다의 라이브 바카라 개발은 보행 라이브 바카라의 기본 기술연구에 중점을 둔 연구센터를 설립한 1986년에 E시리즈로 시작되었는데, 1996년의 P2 모델이 발표될 때까지는 철저히 비밀로 유지되었다.

“Experimental(실험적)”이라는 단어의 앞 글자를 따온 E시리즈는 두다리만 가진 이족보행 라이브 바카라으로, 인간의 보행 방법을 참조해서 다리 관절, 뒤꿈치 관절 및 발의 제어 방법을 연구했다. 이를 통해 안정적인 보행 기술을 확립하면서 1986년부터 1993년까지 7개의 모델을 개발했다. 가장 첫 모델인 E0는 두다리를 갖고, 정적 보행으로 앞으로 걸어 나갈 수 있었지만 한 걸음에 5초 정도가 소요되었다.

이후 고르지 않은 지형이나 경사면을 걷기 위해서는 더 빠른 보행 속도가 필요하다는 것을 확인한 연구진은 지속적인 개선을 해 나갔다. 그 모델들은 시속 0.25킬로미터의 E1, 시속 1.2킬로미터의 E2였고, E3에 이르러 인간의 보행 속도와 비슷한 시속 3킬로미터 정도의 속도로 걸을 수 있었다. 이후에는 바닥의 요철에서도 견고하게 서 있을 수 있는 자세 제어 연구와 견고하게 서 있기 힘든 정도의 요철에서는 상체를 가속하여 균형을 유지하는 연구를 해 나갔다. 그리고 전체적인 균형을 유지하기 위해 상체의 위치 편차를 조정하기 위한 보폭을 조절하는 등의 안정적인 자세 제어 연구를 통해 지속적인 개선을 해 나갔다.

그런 연구를 통해 E4에서 인간의 빠른 걸음에 해당하는 시속 4.7킬로 미터의 속도를 보여주었고, E5에서는 자율 보행을 실험할 수 있었다. E시리즈의 마지막 모델인 E6은 자율적으로 균형을 잡고, 장애물을 넘고, 계단을 오를 수 있도록 발전했다. 그러나 E 시리즈는 여전히 상체가 없이 두발만 있어서 휴머노이드가 아닌 이족보행 라이브 바카라일 뿐이었다.

<필자:문병성 moonux@gmail.com

필자인 문병성은 금성산전, 한국휴렛패커드, 애질런트 테크놀로지스, 에어로플렉스 등 자동화업계와 통신업계에 30년 이상 종사했으며, 최근에는 로봇과 인공지능 등 신기술의 역사와 흐름에 관심을 갖고 관련 글을 매체에 기고하고 있다.