美 버지니아 커먼웰스대, 시각장애인용 '실내' 로봇 지팡이 개발

▲ 실내 로봇 지팡이(사진=버지니아 커먼웰스대)

美 버지니아주 리치먼드시에 위치한 ‘버지니아 커먼웰스대학’ 연구진이 시각장애인을 위한 실내용 로봇 지팡이를 개발했다고 테크익스플로어가 지난 8일(현지 시각) 보도했다.

이 로봇 지팡이는 3D 심도카메라, 관성측정센서, 온보드 컴퓨터를 탑재하고 있으며 건물도면과 짝을 이뤄 시각장애인들의 실내 이동을 지원한다. 시각장애인은 로봇 지팡이로부터 감각 정보와 청각 정보를 얻어 실내에 위치한 여러 장애물(상자, 가구, 돌출부 등)을 피하면서 원하는 위치로 이동할 수 있다는 게 연구진의 설명이다.

이번 연구는 국립보건원(NIH) 산하 국립눈과학원(National Eye Institute)과 국립생물영상·생명공학원(NIBIB)의 자금 지원을 받아 수행됐다.

버지니아 커먼웰스대 컴퓨터공학 교수 겸 수석 저자인 캔 예 박사는 "시각장애인들은 100년 이상된 기술인 흰색 지팡이를 최고의 항법도구라고 생각하고 있다. 시력을 갖고 있는 사람들에게 GPS 기반 애플리케이션이 내비게이션의 혁명을 가져온 것 처럼 우리는 흰색 지팡이 사용자들을 위해 이같은 격차를 해소하는 장치를 만드는 데 관심이 있다"고 말했다.

지금도 시각장애인들이 횡단보도를 건널 때 활용할 수 있는 내비게이션 지원 휴대폰 애플리케이션이 존재한다. 하지만 대형 빌딩의 경우 내부 공간이 넓어 큰 공간에 익숙하지 않은 시각장애인들에게는 큰 어려움으로 다가온다.

연구팀은 로봇 지팡이 초기 버전에서 건물의 평면도에 관한 정보를 통합해 이 문제를 해결했다. 사용자는 로봇 지팡이에 가고 싶은지 여부를 말할 수 있고, 시각장애인은 청각 신호와 로봇의 롤링 팁(robotic rolling tip)을 활용해 목적지로 이동할 수 있다. 하지만 이동 거리가 멀 경우, 사용자 위치의 부정확성이 누적되어 잘못된 위치 정보를 제공할 수 있다.

이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 기존의 로봇 지팡이에 3D 심도카메라를 추가했다. 이 시스템은 휴대전화의 전면카메라와 유사한 적외선을 사용해 지팡이와 다른 시설(바닥, 출입문, 벽, 가구, 기타 장애물 등) 사이의 거리를 측정할 수 있도록 했다. 

로봇 지팡이에 내장되어 있는 온보드 컴퓨터는 이 정보를 관성측정센서로부터 수집한 데이터와 결합해 사용자의 정확한 위치를 건축도면이나 평면도에 매핑할 수 있도록 했다. 동시에 사용자에게 이동 경로상에 존재하는 장애물에 대해 경고를 보내준다. 새로운 로봇 지팡이는 모퉁이를 돌 때 시각장애인이 어느 정도의 각도로, 어느 지점에서 몸을 돌려야하는지도 알려준다. 

연구팀은 현재 개발한 로봇 지팡이가 무겁다는 점을 감안해 크기와 무게를 줄여 상용화하는 방안을 모색하고 있다.