[영상] 소음 없이 사람 곁을 떠다니는 '고래 로봇' 등장

일본 연구진이 애니메이션 캐릭터처럼 소음 없이 공중을 떠다니는 풍선형 동반 로봇을 개발했다고 과학매체 인터레스팅엔지니어링이 15일(현지시간) 보도했다. 일본 게이오대 연구팀이 주도하고 미국 매사추세츠공과대(MIT) 미디어랩 등이 참여한 연구진은 사람들이 친근하고 안전하며 편안하게 느낄 수 있는 공기보다 가벼운 시제품 로봇을 개발했다. 피터팬의 팅커벨이나 포켓몬스터의 뮤 같은 캐릭터에서 영감을 받은 이 로봇은 실내를 부드럽게 떠다니는 작은 흰고래를 닮았다. 연구진은 이런 설계가 가정에서 보다 자연스럽고 감정적으로 몰입할 수 있는 인간-로봇 상호작용을 가능하게 할 것으로 기대하고 있다. 조용하게 떠 다니는 동반 로봇 연구진은 헬륨의 부력과 부드러운 공기주입식 몸체, 생체모방 움직임을 결합해 실내 환경에서 더욱 조용하고 안전하며 자연스럽게 움직이는 차세대 '소프트 플로팅 로봇(SFR·Soft Floating Robot)'을 위한 설계 프레임워크를 제시했다. 드론은 회전하는 프로펠러로 양력을 얻지만, SFR은 헬륨으로 채워진 기체의 부력으로 공중에 떠 있는다. 부력이 기체 무게 대부분을 지탱하기 때문에 추진 시스템은 이동과 방향 전환만 담당한다. 그 결과 에너지 소비가 적고 장시간 공중에 머무를 수 있으며, 멀티콥터 드론에서 흔히 발생하는 프로펠러 소음이나 강한 하강 기류도 거의 발생하지 않는다. 연구진이 개발한 시제품은 작은 흰고래처럼 생긴 외형에 프로펠러 대신 부드럽게 움직이는 지느러미를 장착했다. 지느러미를 이용해 공중을 유영하는 모습은 기계라기보다 살아 있는 생물을 연상시킨다. 시연에서는 사용자를 깨우거나 알림을 전달하고, 공부하는 동안 곁을 지키거나 함께 춤을 추고, 오락 기능을 제공하는 등 다양한 역할을 수행했다. 연구진은 이 로봇이 스마트폰이나 스마트 스피커를 대체하기보다 사람과 자연스럽게 같은 공간을 공유하는 친근한 물리적 존재로 기능하도록 설계됐다고 설명했다. 또한 연구진은 단순히 시제품을 제작하는 데 그치지 않고 소프트 플로팅 로봇을 위한 최초의 체계적인 상호작용 설계 프레임워크도 함께 개발했다. 로봇공학과 인간-컴퓨터 상호작용(HCI), 디자인 분야 전문가 12명의 의견을 반영해 이동성, 의사소통, 물리적 디자인, 움직임, 인간과의 상호작용, 관계 역할, 자율성 수준 등 10가지 핵심 요소를 정의했다. 안전한 동반자로 활용 기대 이 로봇의 가장 큰 특징은 헬륨으로 채워진 부드러운 몸체다. 가볍고 유연한 구조 덕분에 사람이나 반려동물, 가구와 우발적으로 부딪히더라도 기존 드론보다 훨씬 안전하다. 연구진은 단순히 충돌을 피하는 수준을 넘어 '순응을 통한 안전(safety through compliance)' 개념을 적용했다. 이에 따라 로봇은 사용자를 살짝 밀거나 촉각으로 신호를 전달하고, 심지어 포옹하는 것과 같은 부드러운 신체 접촉도 가능하도록 설계됐다. 부력을 이용하는 구조 덕분에 기존 바퀴형 로봇이 활용하기 어려운 3차원 실내 공간도 자유롭게 이동할 수 있다. 가구 위를 떠다니거나 계단을 오르내리고, 눈높이나 머리 위, 바닥 가까이 등 다양한 위치에서 사용자와 상호작용할 수 있으며 기존 드론보다 훨씬 덜 거슬린다는 장점도 있다. 시제품은 헬륨 기체와 탄소섬유 강화 날개, 초경량 마이크로 서보모터, 마이크로컨트롤러, 소형 리튬 배터리로 구성됐다. 좌우 대칭으로 움직이는 날개가 추진력을 만들어내고, 양쪽 날개의 각도를 달리해 방향을 전환함으로써 조용하고 부드러운 실내 비행을 구현했다. 다만 헬륨은 1ℓ당 약 1g의 부력만 제공하기 때문에 충분한 탑재 중량을 확보하는 것이 여전히 기술적 과제로 남아 있다. 연구진은 이를 해결하기 위해 초경량 드론용 전자장치를 활용하고, 무거운 연산 작업은 외부 시스템에서 처리하는 등 기체 내부 장비를 최대한 경량화할 것을 제안했다. 연구진은 이 같은 소프트 플로팅 로봇이 앞으로 감정적 동반자와 생활 보조, 실내 환경 관리 등 다양한 역할을 수행하며 인간과 로봇의 일상적 상호작용에 새로운 가능성을 열 것으로 기대하고 있다.