로봇, 드럼 연주도 완벽 소화…"재즈·메탈, 정확도 90% 넘어 "

재즈에서 메탈 음악까지 다양한 곡을 90% 이상 정확도로 드럼을 연주하는 휴머노이드 로봇이 개발됐다고 과학전문매체 인터레스팅엔지니어링이 최근 보도했다. 스위스 SUPSI, 스위스 달레몰레 인공지능연구소(IDSIA), 이탈리아 밀라노 공과대학 연구진들은 인공지능(AI)을 활용해 드럼을 정확하게 칠 수 있는 '로봇 드러머'를 개발했다. 해당 연구는 최근 논문 사전 공개 사이트 '아카이브(arXiv)'에 최근 소개됐다. 연구진은 창고에서 상자를 들어올리고, 공장에서 부품을 조립하는 등 다양한 분야에서 휴머노이드 로봇이 활용되고 있으나 창작 예술 분야에서는 사용되지 않는다는 사실을 깨닫고 드럼을 연주하는 로봇 개발에 착수했다. 드럼 연주는 리듬감과 신체감각, 빠른 협응력을 요구하기 때문에 휴머노이드 로봇의 완벽한 미개척 분야로 여겼다고 연구진은 회상했다. 연구진은 휴머노이드 로봇이 인간 연구자와 유사한 리듬감을 구현할 수 있도록 하는 머신러닝 기반 시스템을 개발했다. '로봇 드러머(Robot Drummer)'라는 이름의 이 시스템은 '강화학습 알고리즘'을 기반으로 개발됐는데 이 시스템은 복잡한 음악을 '리듬 접촉 체인'이라는 정교한 드럼 타격 시퀀스로 변환해 정확한 타이밍에 맞춰 드럼을 칠 수 있도록 신호를 보낸다. 연구진은 중국 유니트리의 G1 휴머노이드 로봇을 대상으로 시뮬레이션을 진행해 실제 노래에 맞춰 정확하게 연주하는 모습을 보여줬다. 해당 논문의 제1저자 아사드 알리 샤히드는 이번 연구의 핵심은 각 노래를 정확한 타이밍에 맞춰 제 시간에 드럼을 치는 것이라고 설명했다. 그는 "이런 접촉 목표는 로봇에게 어떤 드럼을 언제 칠지 알려준다. 그러면 로봇은 이 정보를 사용하여 시뮬레이션 환경에서 연습하고 개선해 드럼을 치는 방법을 스스로 배운다"고 밝혔다. 이후 시간이 지나면서 로봇 드러머는 스틱을 전환하고 팔을 교차해 서로 다른 드럼을 치고, 리듬에 맞춰 드럼 전체를 치는 등 인간과 유사한 행동까지 지능적인 동작을 수행할 수 있다. 연구진은 재즈부터 록, 메탈 등 다양한 장르의 노래에 맞춰 로봇 드러머의 연주 실력을 평가했다. 실험 결과 로봇은 복잡한 리듬 구조를 효과적으로 학습하고, 곡을 높은 정확도로 연주했으며, 90% 이상의 리듬 정밀도를 기록했다고 밝혔다. 또, 로봇은 다가올 드럼 타격을 계획하고 스틱을 즉석에서 다시 배치하는 등 인간처럼 행동했다. 샤히드는 시간이 지나면 로봇 드러머가 라이브 밴드와 함께 무대에 오를 수 있을 것이라며, 음악을 넘어선 분야에도 정확한 타이밍 기술을 가르칠 수 있는 프레임워크를 제공할 수 있을 것이라고 여기고 있다. 연구진은 이제 시뮬레이션에서 실제 하드웨어로 이 기술을 이전할 계획이다. 샤히드는 "다음 단계는 로봇 드러머를 현실 세계로 가져오는 것"이라고 밝혔다. 또한 로봇이 음악적 신호에 적응하고 마치 인간 드러머처럼 실시간으로 반응할 수 있도록 즉흥 연주 기능을 추가할 예정이다. 이런 전환이 성공한다면 미래의 콘서트에서는 인간 음악가 뿐만 아니라 로봇도 박자를 놓치지 않고 완벽한 템포와 정확성을 선보일 수 있게 될 것으로 보인다고 해당 매체는 전했다.