로봇이 인간처럼 미소 지으며 웃는 것이 가능할까. AI 기술 발달로 인간과 협력할 일들이 늘어났다. 로봇과 친밀감을 쌓을 수 있도록 휴머노이드 로봇 연구원들은 표정 있는 로봇 개발에 노력 중이다.
미국 과학 전문 잡지 에스씨아이테크데일리(SciTechDaily)에 따르면, 30일 (현지 시각) 국제 전기전자공학회(IEEE)가 주최한 로봇공학과 자동화 국제 콘퍼런스(ICRA)에서 컬럼비아대 연구팀은 사람의 표정을 모방하는 자율 로봇 에바(EVA)를 공개했다. (관련 영상)
에바는 파란 얼굴의 상반신 로봇으로 6가지 표정(▶기쁨 ▶분노 ▶놀라움 ▶슬픔 ▶두려움 ▶혐오)을 모방할 수 있다.
기존 로봇은 금속이나 단단한 플라스틱으로 만들어져 인체 조직이 움직이는 방식처럼 유연하게 움직이기 어렵다. 하나의 표정을 짓기 위해 회로, 센서 등 필요한 장치가 많기 때문에 사람의 형태로 로봇을 만드는 것도 난제다.
연구원 잔와(Zanwar)는 "두개골 안에 들어갈 수 있을 만큼 간단한 시스템 설계와 다양한 표정을 지을 수 있는 얼굴 제작이 가장 어려웠다"라고 말했다.
우선 3D 프린팅을 이용해 두개골과 내부 부품을 제작했다. 케이블과 모터로 인공 근육을 만들었다. 에바는 피부와 뼈에 부착된 42개가 넘는 작은 근육 장치를 이용해 표정을 짓는다.
에바는 딥 러닝 기반 인공지능을 활용해 사람의 얼굴 표정을 모방 방법을 학습했다. 연구원 첸(Chen)은 에바가 짓는 표정을 촬영해 에바에게 다시 학습시켰다. 에바는 자체 이미지를 사람의 표정 이미지와 비교하며 유사도를 높이기 위해 수정을 반복한다. 수정을 거듭해 에바는 사람의 표정을 읽고 그 사람의 표정을 모방해 대응할 수 있다.
연구팀을 이끄는 호드 립슨(Hod Lipson)교수는 "에바의 개발로 인공지능 기술은 사람과 공감대 형성에 한발 나아갔다고 볼 수 있다. 하지만 표정 모방만으로 복잡다기한 의사소통은 어렵다."라고 말했다.
한편, 2019년 4월 유럽 ARㆍVR 전시회 레이벌 버추얼(Laval Virtual)에 전시된 시어(SEER:Simual Emotional Expression Robot)도 사람의 시선과 표정 모방이 가능하다. (관련 영상)
감정표현 재현 로봇 시어는 일본 로봇 연구가 타카유키 토도(Takayuki Todo)가 개발한 휴머노이드 로봇이다.
내장된 카메라를 이용해 시어는 사람의 눈썹, 눈꺼풀 위치, 시선 등을 추적해 반영한다. 하지만 얼굴과 입 근육은 움직이지 않고 눈과 눈썹만 움직일 수 있기 때문에 사람의 표정을 완벽히 모방하지 못했다는 한계가 있다.
사람의 시선과 표정 추적 과정에서 애매한 미소나 눈 웃음의 경우 시어가 인식을 제대로 하지 못해 표정 모방이 중단되기도 한다.
시어와 에바 로봇 연구팀은 표정 모방을 넘어 사람과 대화하며 자연스러운 표정 짓기를 통해 사람이 AI로봇과 감정적으로 교류하는 것을 목표로 하고 있다.
AI타임스 정윤아 기자 donglee0408@aitimes.com
