UNIST, ICRA에서 공개한 소셜 로봇 인지·표현 기술

반려견 로봇을 쓰다듬을 때 느껴지는 딱딱한 반응이나 기계적인 움직임은 교감의 몰입을 방해한다. 울산과학기술원(UNIST) 디자인학과 이희승 교수팀은 정전식 터치센서만으로 손길의 의도를 구분하고 감정 표현 강도를 세분화하는 기술을 개발해 이 문제를 해결했다.

연구팀은 6월 1일부터 5일까지 오스트리아 빈에서 열린 국제로봇자동화학술대회(ICRA)에서 관련 연구를 발표했다. 로봇이 사람의 손길을 읽어내는 인지 기술과 이를 다시 감정으로 나타내는 표현 기술을 각각 개발해 두 편의 논문으로 공개했다.

이번 연구는 산업통상자원부와 과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행됐다.

리듬 분석과 감쇠비 조절로 구현한 5단계 감정 표현

연구팀은 하드웨어를 교체하는 대신 신호를 처리하는 방식을 변경했다. 정전식 터치센서(전기 용량 변화로 접촉을 감지하는 센서) 신호에서 개인의 손 크기나 누르는 힘에 영향을 받지 않는 반복적 리듬과 진동만을 추출했다. 이는 음성 인식 기술이 말소리에서 공통 주파수 특징을 찾아내 단어를 구분하는 방식과 유사하다.

추출한 리듬을 기반으로 로봇의 움직임을 제어할 때는 감쇠비(Damping Ratio, 진동이 줄어드는 비율)를 조절했다. 이를 통해 목표 지점을 넘어가는 과도한 움직임인 오버슈트(Overshoot)의 정도를 5단계로 세분화했다. 놀람과 같이 강한 반응이 필요할 때는 오버슈트를 높게 설정하고, 잔잔한 감정은 중간 강도로 조절해 생명체와 유사한 움직임을 구현했다.

이를 통해 고가의 촉각 장치 없이 기본 센서의 신호 처리와 물리 수치 조절만으로 사용자 맞춤형 감정 상호작용이 가능함을 확인했다.

반려견 로봇의 딱딱한 반응은 센서의 가격이 아니라 신호 해석의 부재에서 온다. 이번 연구는 하드웨어 추가 없이도 정밀한 교감이 가능하다는 점을 보여주며, 소셜 로봇의 상호작용 수준이 기본 센서 데이터를 물리적 움직임으로 변환하는 정밀한 제어 기술에 달려 있음을 입증했다.