신터치, 촉각을 계량화하는 로봇 손가락 개발

촉각은 측정이 어렵다는 점에서 시각, 청각 등과 다르다. 소리나 빛은 데시벨이나 루멘으로 정도를 파악할 수 있지만 촉각은 정량화하기 어렵다. 그저 거칠다거나 질척거린다, 차갑다 등과 같은 주관적인 느낌으로만 표현될 뿐이다.

‘와이어드’에 따르면 이제 촉각의 느낌도 정도 차이를 구분할 수 있도록 계량화하는 연구가 진행되고 있다. 남캘리포니아 대학에서 스핀오프한 기업 ‘신터치(SynTouch)’는 소재를 문지르는 로봇 손가락을 만들었는데 거침에서 차가움에 이르기까지 15가지 차원에서 정밀하게 '느낌'을 측정한다.

이는 로봇이 인간과 긴밀하게 상호 작용하는 미래에 매우 중요한 역할을 하게 된다. 접촉의 감각은 우리가 물병은 부드럽게 잡고 쇠지렛대는 더 단단하게 잡도록 해주는데 이는 로봇에게도 똑같이 필요하다. 로봇이 접시를 세게 잡아 깨지거나 의자를 약하게 잡아 넘어뜨리는 것을 원하지 않을 것이다. 만약 그 대상이 애완견이라거나 아이의 머리라면 얼마나 섬뜩할 것인가. 그만큼 접촉 감각은 중요하다.

15단계로 촉각 느낌을 계량화하는 로봇 손가락

이 로봇 손가락은 신경에 의존하는 사람처럼 세상을 느끼지는 못한다. 돔 형태로 내장된 19개의 초민감 전극이 실리콘의 피부에 뻗어 그 역할을 수행해낸다. 그 사이의 공간에는 식염수가 주입된다. 그래서 손가락을 무언가에 대고 누르면 전극은 식염수를 통해 변화하는 저항을 측정하는 것이다. 로봇은 얼마나 많은 압력을 가하는지 감지하고 압력을 가하는 재료의 양을 정량화할 수 있다.

질감(텍스처)을 측정하기 위해 손가락이 진동을 모니터링한다. 신터치 CEO겸 공동창업자 제럴드 로엡(Gerald Loeb)은 "옷 재킷과 같은 질감이 있는 표면을 문질러보면 고주파 진동을 볼 수 있다"며 "다른 표면 위로 밀어넣으면 진동의 패턴이 달라지는데 예를 들어 재킷의 울과 셔츠의 면 차이를 분석할 수 있다"고 말했다.

로봇 손가락은 온도도 측정한다. 타일 바닥이 카펫보다 차가워지는 이유는 실내 기온이 달라서가 아니다. 같은 실내 온도에서 타일은 카페트보다 발에서 열을 빨리 이동시키기 때문에 더 춥게 느껴진다. 로봇 손가락은 이 열전달률을 정확하게 측정해 재료 자체의 온도가 아니라 인지된 온도를 측정한다.

신터치 연구 개발의 결과는 재료의 질감, 탄력성, 그리고 온도 등 정보의 3요소의 조합이다. 이러한 특성은 '접착성 압착', '열 지속성', '촉각 준수' 및 ‘매크로텍스처 거칠기’와 같은 명칭을 가진 15개의 구체적인 특성으로 나눠진다. 신터치는 로봇 손가락을 재료 위로 드래그하고 손가락의 힘과 속도를 변화시켜 정보를 수집한다.

신터치는 수천 가지 재료로 이 과정을 반복한다. 왜냐하면 이는 인간과 잘 어울리는 로봇을 제작하는 것 이상의 의미이기 때문이다. 이는 주관적인 감각을 위한 객관적인 표준을 개발하는 작업이다.

온라인 쇼핑에서 촉각 선택도 가능

신터치는 측정치를 참조해 로봇 손가락이 인간 전문가보다 무언가의 느낌을 더 정확하게 계량할 수 있다고 믿고 있다. 가령 품질관리 같은 분야에서도 활용할 수 있다.

자동차 회사는 많은 돈이 들더라도 사고 싶은 멋진 자동차를 개발하려고 한다. 만약 저렴하고 더 폼나는 대체품을 찾을 수 있다면 굳이 가죽 시트를 쓸 필요가 있을까. 로엡은 “당신은 그 느낌이 여전한지 여부를 어떻게 결정하는가”라고 묻는다. 색상에 대한 기준이 있기 때문에 원하는 색상을 올바르게 얻을 수 있는 것처럼 촉각도 이 목표를 향해 가는 것이라고 설명한다.

이러한 표준을 통해 촉각도 온라인 쇼핑 주문에서 고를 수 있다. 마켓플레이스는 언젠가 색상과 크기뿐 아니라 촉각 느낌을 정량화해 스웨터 셔츠에 태그를 부착하는 날이 올 것이다. 부드러움 10단계 중 6단계처럼 말이다. 이는 상품을 받아보고서야 구매한 스웨터가 광고에서처럼 아늑하지 않다는 것을 알고 분노의 리뷰를 쓰는 것을 막아준다. 로봇에게 터치 감각을 부여하는 것은 단지 사지마비된 사람들에게 인공 감각을 부여하는 것 이상의 훨씬 더 많은 쓰임새를 제공할 것이다.