로봇 친구 앨리스-로봇 박사와 함께 만드는 인공지능 휴머노이드 로봇(자음과모음 청소년수학과학 4)

“로봇은 어떻게 만들어지는 걸까?”

휴머노이드 로봇에 관해 정말 궁금했던 질문들,

A부터 Z까지 세계적인 로봇 박사가 답하다

로봇은 더 이상 영화나 소설 속에서만 등장하는 존재가 아니다. 식당에서는 로봇이 서빙을 하고, 카페에서는 로봇이 커피를 내린다. 우리 생활 전반에 로봇이 자연스럽게 스며들면서 인간의 생활양식 또한 변하고 있다. 다가올 미래는 어떨까? 로봇은 지금보다 훨씬 많아질 것이고, 점점 인간을 닮아가 결국 누가 로봇인지 사람인지 구별할 수 없는 세상까지 열리지 않을까? 그것도 그리 머지않은 미래에 말이다.

이렇듯 우리가 앞으로 살아갈 세상에서 인공 지능, 그리고 로봇과의 공존은 피할 수 없다. 그런데 우리는 로봇을 얼마나 알고 있을까? 어떤 힘으로 움직이고, 어떤 기술이 집약되어 있는지, 로봇이 데이터를 학습한 뒤 결국 사람처럼 사고할 수 있을지, 사실 우리는 로봇에 관해 잘 알지 못한다.

로봇과 함께할 인공 지능 시대를 준비하는 가장 근본적인 방법은 로봇을 제대로 이해하는 것이다. 그러기 위해서는 당연하게도 로봇을 직접 만들어 보는 게 가장 정확하고 빠르다. 이 책 『로봇 친구, 앨리스』에는 휴머노이드 인공 지능 로봇 ‘앨리스’를 만드는 방법과 과정이 세세하게 담겨 있다. 앨리스의 머리부터 발끝까지, 설계부터 작동까지 세계적인 로봇 박사의 쉬운 설명을 읽으며 우리는 로봇을 제대로 이해하게 될 것이다. 로봇과 함께 살아갈 미래는 정말 어떨까? 설레는 마음으로 로봇을 만들다 보면 지금과는 완전히 다를 미래 세상을 조금 더 실감하게 될 것이다.

[목 차]
  

들어가는 글

1장 친구 로봇, 네 이름은 앨리스야!

2장 로봇을 어떻게 만들면 좋을까?

3장 컴퓨터로 앨리스의 몸통을 채워 보자

4장 앨리스가 팔로 일을 하게 만들자

5장 앨리스를 두 다리로 걷게 하자

6장 안전한 친구 로봇으로 만들고 싶어

7장 우리는 밥으로, 앨리스는 전기로 충전!

8장 우리는 감각으로, 앨리스는 센서로 느끼는 세상

9장 로봇도 공부가 필요해

10장 앨리스, 감정을 표현하다

11장 앨리스, 같이 축구하자!

12장 로봇과 함께 살아갈 세상

부록 로봇에 관해 정말 궁금했던 열 가지 질문과 대답

[본 문]
  

저는 로봇을 만들 때 로봇이 활약하는 상상을 하고, 여러 사람과 함께 그 상상을 하나로 모으는 아이디어 회의를 합니다. 제가 지금까지 만든 로봇의 종류를 세어 보니 이십 가지 종류가 넘는데요. 이 로봇들의 시작은 언제나 아이디어 회의였습니다. 그래서 우리가 같이 만들 휴머노이드 로봇 앨리스도 아이디어 회의로 시작해 보려고 합니다.

p18

앨리스의 모터와 모터를 잇는 프레임을 3D CAD에서 대략적으로 간단하게 만드는 과정을 개념 설계라고 하는데요. 로봇 설계는 1단계로 개념 설계를 하고, 2단계로 필요한 부품들을 넣는 등 좀 더 구체적으로 만드는 기본 설계를 합니다. 그리고 마지막으로 실제 제작을 위해 꼼꼼하게 설계하는 상세 설계까지 3단계를 거칩니다.

p34

우리는 앨리스의 팔을 만들기 위해서 일단 6 자유도를 기본으로 설계하려고 합니다. 6이라는 숫자는 로봇에게 있어서 중요한 숫자입니다. 삼차원 공간에서 모든 곳에 모든 방향으로 닿을 수 있는 최소의 숫자가 6이거든요. 6보다 작은 자유도를 가진 팔으로는 닿을 수 없는 공간이나 방향이 생기게 됩니다.

p55

앨리스는 초등학교 고학년 학생과 비슷한 135cm 키의 로봇이고, 허벅지와 종아리의 길이는 각각 25cm, 발목 길이가 7.5cm입니다. 앨리스의 몸무게를 30kg 목표로 설정했으니 무릎의 토크는 스쾃 동작에서 몸무게를 들어 올릴 수 있도록 설정하면 되겠습니다. 몸무게 30kg에 허벅지 길이 25cm를 곱하면 무릎의 토크가 나오겠네요. 즉 30kg_0.25m=7.5kgf.m의 토크가 필요합니다. 표준 토크 단위인 뉴턴 미터로 환산하면 대략 73.5Nm의 토크가 필요합니다.

p75

배터리에 대한 기본 지식을 쌓았으니 이제 본격적으로 앨리스의 배터리를 선정하겠습니다. 제일 먼저 정해야 하는 것은 배터리의 전압입니다. 단위는 볼트(V, Volts)입니다. 모든 전기 기기는 사용할 수 있는 전압이 미리 정해져 있습니다. 가정용 전기 제품의 경우 한국에서는 220V의 전기 제품만 쓸 수 있고, 미국에서는 110V의 제품만 쓸 수 있습니다. 보통 노트북은 9V, 12V, 15V 등의 전압을 쓰고, 스마트폰은 주로 3.7V를 씁니다. 우리도 앨리스가 쓰는 전압을 정해야 하는데 일단 14.8V로 선택하겠습니다.

p105

결론적으로 앨리스가 물건의 종류를 구분하고, 사람을 알아보고 말을 잘 듣게 하려면 우리가 열심히 데이터를 모아야 합니다. 그리고 데이터가 너무 많이 필요해서 혼자 모으기 어렵다면 다른 사람들과 공유하면 좋겠죠. 그리고 앨리스가 열심히 공부할 수 있도록 좋은 환경을 만들어 주면 좋겠네요. 그렇게 우리는 앨리스가 똑똑해질 수 있도록 앨리스의 좋은 선생님이 되어야 합니다.

p137