공상과학소설이나 영화를 보면 정말 사람과 같은 로봇들이 나온다.

영화 ‘A.I.’에 나오는 로봇 ‘데이비드’, 영화 ‘월-E(Wall-E)’에 나오는 폐기물 수거-처리용 로봇 ‘월-E’가 대표적인 경우다.

이들 로봇들은 사람과의 대화에서 기쁨, 슬픔, 지루함과 같은 감성을 눈빛이나 몸짓, 손짓 등으로 다채롭게 표현하고 있다. 그런 만큼 영화 주인공으로 등장해 스토리를 이끌어가는 데 전혀 손색이 없다.

‘항상성’ 확보할 경우 감성로봇 가능

미국 서던캘리포니아대학의 뇌과학자 킹손 맨(Kingson Man)과 안토니오 다마시오(Antonio Damasio) 교수는 그동안 감성로봇을 개발해온 사람들이다.

이들은 최근 논문을 통해 “감성로봇을 개발할 수 있는 방법이 있다.”며, 사람처럼 감정이나 의견·가치 등을 표현할 수 있는 ‘임뷰잉 머신(imbuing machines)’ 개발 방안을 제시했다.

관련 논문은 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 머신 인텔리전스(Nature Machine Intelligence)’ 9일 자에 게재됐다. 제목은 ‘Homeostasis and soft robotics in the design of feeling machines’이다.

이 논문의 골자는 ‘항상성(homeostasis)’이다.

사람의 인체는 불균형 상태를 균형 상태로 되돌리려는 속성이 있다. 이를 ‘항상성’이라고 하는데 육체는 물론 정신 영역에서도 유사한 현상이 전개된다.

논문은 사람에게 있어 항상성은 생존을 위한 중요한 요소라고 설명했다. 특히 정신 상태의 한 부분인 감성의 경우 행동을 유발하고, 자부심‧수치심 등을 느끼는 기제로 작용하는 등 매우 중요한 역할을 하고 있다.

그러나 두 사람은 과학계가 이 항상성이란 요소를 간과하고 있었다고 말했다. 사람과 닮은 감성로봇을 만들기 위해서는 이 항상성이 선행돼야 하는데 과학계가 이 생물학적 원리를 놓치고 있었다는 것.

예민한 충격에 스스로 보호할 수 있어

지금까지 개발해온 지능형 로봇의 경우 특정한 일을 수행하는 데 초점을 맞추고 있었다.

사람 대신 차를 운전하는 자율운행 장치, 바둑을 두는 ‘알파고’, 환자를 진단하는 등 특수 기능의 로봇들만 개발되고 있었다.

논문은 사람처럼 항상성을 갖춘 감성로봇을 개발하기 위해 다중감각과 소프트로보틱스 등의 연구를 수행해왔으며, 로봇 내에서 항상성을 유지할 수 있는 새로운 차원의 로봇 제작 방식을 창안했다고 밝혔다.

이 방식을 활용할 경우 사람처럼 로봇 안에서 항상성을 유지할 수 있으며, 더 나아가 의식(consciousness)과 지능(intelligence), 그리고 감성(feelings)을 갖춘 실제 사람처럼 반응할 수 있는 로봇을 제작할 수 있다고 말했다.

두 사람은 이 방식을 채택할 경우 향후 감성로봇을 개발할 수 있는 플랫폼이 될 수 있다며, 관련 과학계에 이 방식을 채택해줄 것을 권고했다.

논문은 새로운 차원의 ‘임뷰잉 로봇’을 개발하기 위해 소프트로보틱스(softrobotics)와 기계학습 기능인 딥러닝(deep learning)을 적용했다고 밝혔다.

소프트로보틱스란 생물을 구성하고 있는 것과 비슷한 물질로 유연한 로봇을 구성하는 것을 말한다. 신경 활동을 수용할 수 있는 신소재를 통해 예민할 정도의 감성을 지닌 로봇 환경을 제작할 수 있었다고 밝혔다.

딥러닝은 사람처럼 다양한 느낌에 예민하게 반응하기 위한 다중감각(multisensory) 기술을 개발하는데 적용했다고 말했다. 사람의 감각이 뇌의 반응을 유발하듯이 주변 환경에 예민하게 반응하는 인공신경망을 구축할 수 있었다는 것.

논문은 향후 소프트로틱스 기술발전을 통해 외부로부터 가해지는 작은 충격에 민감하게 반응할 수 있는 로봇 개발이 가능하다고 말했다.

사람의 피부처럼 유연한 소재에 최근 개발되고 있는 전자센서를 부착할 경우 사람의 피부 같은 반응을 유발할 수 있다는 것. 이런 메커니즘을 통해 외부로부터의 강한 충격에 스스로를 보호할 수 있는 등 위험을 감지할 수 있다고 말했다.

논문은 영화 ‘A.I’에 나오는 로봇 데이비드와 같은 로봇 개발이 꿈이 아니라고 말했다. 항상성을 유지하는 것을 기반으로 로봇을 제작할 경우 고도의 인지 단계에 도달할 수 있다고 밝히며, 과학계의 관심을 촉구했다.