로봇을 바라보는 미감, 예술적인 자동직립체 Cubli

요즈음 로봇 관련 소식들이 많이 들려옵니다. 후쿠시마 원전 사건 이후 많은 과학자, 기업, 집단들이 인간이 들어갈 수 없거나 극히 위험한 재해지역이나 고위험 지역에서 인간을 대신해 활동할 수 있는 로봇 개발에 더욱 박차를 가하고 있습니다. 이미 DARPA(미국 방위고등연구계획국)에서는 진작에 투자 및 경쟁을 붙이고 있었고, 실제 보스턴 다이나믹스와 같은 결과물들을 내놓은 회사들을 구글이 잇달아 인수하고 있습니다. 정말 안드로이드android를 발전시켜 안드로이드android를 만들 생각일까요.(웃음) 그리고 얼마전 아마존에서는 무인 비행체(drone)을 이용해 무인 배송 시스템을 기획하고 있다고 밝혔습니다. 

wild cat by Boston Dynamics, 2013

Smart Bird by Markus Fischer in FESTO, 2011

amazon prime air service, 2014

지금까지 로봇은 영화나 드라마, 만화 등의 창작물에서 미래의 상징물로서 친구로, 갈등의 대상으로서, 혹은 적으로서 묘사되어왔습니다. 실생활에서는 보통 공장의 자동화장치들의 일부로, 가정의 자동청소기나 소니의 아이보와 같은 장난감으로 우리 곁에서 볼 수 있습니다. 이들을 보면서 사람들은 많은 느낌을 받습니다. 

생명체를 닮은 모습이나 행동에 대해 묘한 거부감이나 혐오감을 가지거나, 너무나 부드럽게 혹은 힘이 넘치지만 한 치의 빈틈도 없는 모습에 아름다움에 소유욕까지 느끼곤 합니다. 위의 보스턴 다이나믹스사의 4족 보행 로봇과 페스토사의 스마트 버드를 보고 사람들의 느낌은 대부분 서로 반대의 감정일 것입니다. 이러한 여러 층위의 결과물들은 앞으로도 완성을 향해 보다 많은 종류의 시각적, 경험적 체험들을 사람들에게 줄 것입니다. 그에 대한 사람들의 반응, 그리고 이를 이용하거나 이를 분석하는 많은 창작자들의 시도들이 진행될 것입니다.

이런 로봇들을 살펴보다 한가지 재미있는 결과물을 발견했습니다. 스위스 취리히 연방공과대학(Federal Institute of Zurich)의 동적 시스템 및 제어연구소의 연구자 Mohanarajah Gajamohan와 소속 연구진들이 이 올해 초 공개한 Cubli라는 로봇(?) 입니다.

Cubli, Mohanarajah Gajamohan, 2014

언뜻 보기에도 정교한 기계장치 같아 보입니다. 시제품답지않게 마무리 역시 잘 되어있어 장식용 모빌처럼 보이기도 합니다. 비록 기능은 다르지만 기계식 시계에서 볼 수 있는 뚜르비옹(Tourbillon)과 유사한 모습같기도 합니다. 기계의 정교한 움직임과 더불어 기계의 작동 모습이 보이는 형태가 독특한 미감을 전달합니다. 

그런데 이 장치는 바닥에 놓여있다가 스스로 모서리로, 심지어 꼭지점으로 몸체를 일으켜 균형을 유지합니다. 털썩털썩 몸체를 굴려 이동하기도 하고요. 마치 시계처럼 내부의 진자운동만을 보여줄 것만 같은 정육면체 금속프레임이 움직이는 모습은 어떤 상식이 깨지는 것처럼 보입니다.

원리는 내부에서 돌아가는 3개의 휠을 이용해 프레임의 각운동량을 조절하여 원하는 균형지점을 고정하는 것입니다. 각운동량 보존 법칙을 따른 것인데 마치 사람이 한 발로 서있거나 외줄을 탈 때 손을 움직여 몸의 균형을 바로잡는 것처럼 말입니다. 그리고 단지 특정 상태의 유지 뿐 만 아니라 프레임 전체를 조정할 수 있는 것은 휠의 회전이 영향을 줄 수 있을 만큼 전체 무게가 가볍기 때문입니다. 개발자들은 2013년 7월, 유럽제어학술대회에서 3차원 도립진자시스템(inverted pendulum)으로서 결과물을 발표했습니다. 

이렇게 작은 공간을 차지하면서도, 외부의 힘 없이 스스로 자세를 제어하는 물체. 마치 마법같고, 또 예술같지 않은가요. 이러한 자세제어 시스템이 근 100여년간 꾸준히 연구되어왔고 위에 언급한 여러 로봇안에 모두 응용되어 있으며, 이들이 사람들에게 전해주는 감흥이라는 것에 대해서 묶어서 생각하는 것은 분명 비약이지만, 재밌는 생각거리가 아닐까 싶습니다.

허대찬(aliceon editor)