'젊은 로봇 공학자(Young Robot Engineer)' 코너는 한국로봇학회와 로봇신문이 공동으로 기획한 시리즈물로 미래 한국 로봇산업을 이끌어 갈 젊은 로봇 공학자를 발굴해 소개하는데 있다.
85번째 인터뷰는 DGIST 로봇 및 기계전자공학과 박경서 교수다. 이 교수는 1994년생으로 2016년 2월 KAIST 기계공학를 졸업하고 2018년 동 대학원에서 기계공학으로 석사, 2022년 박사 학위를 받았다. 석사 학위 후 독일 슈트트가르트 막스 플랑크 연구소 햅틱지능연구실에서 방문연구원, 박사학위 취득 후 미국 일리노이 주립대 어바나 샴페인(UIUC)에서 2022년 3월부터 2023년 10월까지 박사후 연구원으로 근무하였다. 2023년 10월부터 현재까지 DGIST 로봇 및 기계전자공학과 조교수로 재직하고 있다.
2019년 8월 한국햅틱스 학술대회 최우수 포스터상, 2019년 11월 IROS 학술대회 ROBOTAC 워크숍 최우수 포스터상(공저), 2020년 3월 ICRA 2020 최우수학생논문상 파이널리스트, 2022년 2월 제28회 삼성휴먼테크(기계.공학) 논문상 은상, 2024년 7월 제39회 ICROS 우수신진연구자상을 수상했다.
주요 연구 분야는 인간과 인간의 비정형화된 환경에서의 안전하고 접촉이 많은 물리적 상호작용이 가능한 자율 로봇 개발이다.
어릴 때부터 로봇을 만드는 것이 로망이었고, 내가 직접 만든 기계가 실제 움직이는 것을 보는 것이 매우 큰 즐거움이라는 박 교수는 '내가 만든 로봇을 내 집에 실제로 들여놓는 것'이 연구자로서 앞으로의 꿈과 목표라고 했다.
후배들에게는 슬롯사이트 벳위즈을 만드는 과정 자체를 즐겨야한다며, 실적을 내는 것도 중요하지만, 모든 과정을 직접 경험하며 쌓이는 직관과 통찰이 더 소중하다는 조언도 잊지 않았다.
박 교수는 현재 로봇 기술이 많이 발전하였지만, 이를 실제로 현장에 투입하기엔 아직 안전성, 신뢰성 문제가 있는 것 같다며, 작은 문제부터 천천히 해결하다보면 자연스럽게 발전할 것 같다고 말한다.
지금도 시간이 나면 가끔 슬롯사이트 벳위즈 만화를 즐겨 본다는 박 교수를 만나 본다.
Q. 2023년 10월부터 DGIST 로봇및기계전자공학과 조교수로 부임하셨는데 학과에 대한 간단한 소개와 교수님이 맡고 계신 인터랙티브 로봇연구실에서 하고 있는 연구가 있다면 소개 부탁드립니다.
저희 학과는 기계·전자·전산의 학제 간 연구협력을 기초로, 다양한 로봇 및 센서, 인공지능 등 로봇 및 기계, 전자 분야에 대한 교육과 연구를 수행하고 있습니다.
저희 인터랙티브 로봇연구실은 사람 혹은 외부 환경과 긴밀하게 상호작용할 수 있는 로봇을 개발하는 것을 목표로 합니다. 구체적으로는 휴머노이드를 위한 전신 스케일 촉감 인지 시스템을 개발하고, 이를 다른 감각 정보, 예를 들면 시각, 언어 등과 통합하여 작업 계획, 제어 등에 활용하는 것을 연구합니다. 최종 목표는 인간과 함께 공존할 수 있는, 안전하고 믿을 만한 로봇을 만드는 것입니다.
Q. 2022년 2월 KAIST 기계공학과에서 “Bio-mimetic Whole-body Robotic Skin for Physical Human-Robot Interaction”으로 박사학위를 받으셨는데 어떤 내용인지 소개 부탁드립니다.
제 박사 학위 논문은 사람의 피부 구조와 동작 원리를 모사하여, 물리적 인간-슬롯사이트 벳위즈 상호작용을 위한 전신 스케일 슬롯사이트 벳위즈 피부를 개발하는 연구입니다. 사람의 피부에는 기계수용기가 존재하여 촉감을 느끼는데, 손가락이나 복부 등 부위마다 수용기의 배치 밀도가 다르며, 이에 따라 촉감의 정밀도가 결정됩니다. 이 때, 각 기계수용기가 자극을 받아들이는 영역은 주변 조직의 물성에 따라 결정되며, 이로 인해 낮은 밀도의 기계수용기로도 넓은 면적에서 촉감을 느낄 수 있습니다. 또 각 수용기에서 발생한 신경 신호들은 시냅스 회로를 거치며, 기계수용기의 물리적 배치 밀도보다 더 정밀한 촉감 측정을 가능케 합니다.
이에 착안하여, 제 연구는 첫번째, 넓은 수용영역을 갖는 촉각 센서를 겹치게 배치한 후, 두번째 인공지능 기반의 촉각 초해상도 기법을 적용함으로써 높은 성능과 효율적 구조를 동시에 달성하는 생체모사 로봇피부를 개발할 수 있었습니다. 이는 기존의 하드웨어 중심의 접근법과 비교하여 더 많은 설계의 자유도와 다양한 이점, 즉 , 내구성, 수리가능성을 제공했습니다.
또한, 개발된 슬롯사이트 벳위즈피부를 실제 절단환자를 위한 의수에 적용하여, 의수의 모든 위치에서 촉감을 얻어낼 수 있음도 실험적으로 증명했습니다. 추가적으로, 인공지능을 활용하여 슬롯사이트 벳위즈의 전신에서 발생한 촉각 자극의 시공간적 패턴을 분석하고, 물리적 상호작용의 컨텍스트를 추론하는 기술도 협업을 통해 계속해서 개발하고 있습니다.
Q. 교수님의 주요 연구 분야가 인간 및 비정형 환경과 안전하고 접촉이 풍부한 물리적 상호작용이 가능한 자율 슬롯사이트 벳위즈으로 알고 있습니다. 최근 물리적 인간-슬롯사이트 벳위즈 상호작용(pHRI) 또는 유연 슬롯사이트 벳위즈 피부 개발 관련한 최신 동향이나 기술적인 트렌드가 있다면 무엇인지 궁금합니다.
현재 로보틱스 분야의 트렌드는 생성형 AI를 활용하여 상황을 인식하고 로봇의 동작을 결정하는 연구입니다. 예를 들면 비전-언어-행동(VLA:Visual-Language-Action)이나 확산정책(Diffusion Policy)을 들 수 있습니다. 이러한 연구들은 시각 및 언어 정보만을 활용하는데, 문제는 시각/언어 정보들은 외부 환경과 로봇 사이의 물리적 상호작용에 대한 정보를 제대로 표현하지 못한다는 것입니다. 예를 들어 로봇이 컵을 잡는다고 했을 때, 영상만으로는 로봇이 컵을 얼마나 강하게 잡는지, 접촉면에서 어떤 일이 발생하고 있는지 알 수가 없습니다. 이러한 한계점이 최근 로보틱스 커뮤니티에서 많이 논의되고 있으며, 로봇 핸드에 촉각 센서를 통합하고 활용하는 등 다양한 시도가 이루어지고 있습니다.
이러한 문제의식의 연장선으로써, 휴머노이드를 위한 전신슬롯사이트 벳위즈피부에 관한 관심도 조금씩 올라오고 있는 상황입니다. 현재 많은 슬롯사이트 벳위즈들이 인간의 일상생활 공간에서의 사용을 전제로 개발되고 있는데, 비정형 환경에서 슬롯사이트 벳위즈과 주변 환경, 사람은 물리적으로 부딪칠 수밖에 없습니다. 이는 작게는 금전적 손실부터, 심각하게는 인명피해로 연결되는 중요한 문제입니다. 슬롯사이트 벳위즈피부는 이러한 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 중요한 기술이기 때문에, 학교나 연구소 등 다양한 기관과 함께 슬롯사이트 벳위즈피부를 활용하는 연구를 진행하고 있습니다. 특히, 최근에는 높은 신뢰성과 내구성을 바탕으로 실제 현장에 배치 및 활용이 가능한 슬롯사이트 벳위즈 피부에 대한 수요가 높은 것 같습니다.
Q. 박사학위 취득 후 미국 일리노이 주립대 어바나 샴페인(UIUC:University of Illinois Urbana-Champaign)에서 2022년 3월부터 2023년 10월까지 박사후 연구원으로 계셨는데 어떤 연구를 하셨는지 궁금합니다.
박사후 연구원 동안 UIUC KIMLAB의 김주형 교수님과 함께 연구를 수행했습니다. 이 기간 동안은, 전신 로봇피부 통합형 로봇을 실제로 제작하고, 촉감 정보를 활용한 안전한 물리적 인간-로봇 상호작용(pHRI)과 전신 조작 구현에 집중했습니다. 특히, 3D 프린팅 기술을 활용하여 로봇피부의 가격을 낮추고 제작과정을 쉽게 만들어 높은 접근성을 달성했으며, 복잡한 형상도 맞춤형 제작이 가능하도록 시스템을 구성했습니다. 이를 통해 6자유도 로봇팔, 양팔형 로봇 등 다양한 형태의 로봇에서 전신 촉감을 구현할 수 있었습니다. 또 전신 촉감 데이터를 활용하여 위험한 상황을 감지해 대응하는 기술, 로봇의 전신을 통한 직관적 교시 기술, 촉감 패턴 분석을 통한 비언어적 명령 전송 등 다양한 솔루션을 개발하고 실제로 테스트할 수 있었습니다.
Q. 슬롯사이트 벳위즈을 연구하면서 가장 어려운 점은 무엇입니까?
기계, 전자, 인공지능 전부 알아야 한다는 게 제일 어려운 것 같습니다. 다른 분야에 대한 이해 없이는 좋은 시스템을 만들 수 없습니다. 필요하면 내 전공이 아닌 내용도 독학해야 한다는 것이 큰 부담입니다. 특히 인공지능이 로보틱스에 도입되면서 매일 신기술이 쏟아지고 있어 많은 공부가 필요합니다.
Q. 슬롯사이트 벳위즈을 연구하게 된 동기가 있다면?
거창한 동기는 없고, 그냥 어릴 때부터 슬롯사이트 벳위즈을 만드는 것이 로망이었습니다. 내가 직접 만든 기계가 실제 움직이는 것을 보는 것은 매우 큰 즐거움입니다. 어릴 때부터 슬롯사이트 벳위즈 만화를 보고 장난감을 갖고 논 영향이 크다고 생각됩니다. 사실 지금도 시간 남으면 가끔 보기도 합니다.
Q. 연구자로서 앞으로의 꿈과 목표가 있다면?
내가 만든 슬롯사이트 벳위즈을 내 집에 실제로 들여놓는 것이 아닐까요?
Q. 슬롯사이트 벳위즈을 전공하려는 후배들에게 어떤 준비와 노력이 필요한지 조언해 주신다면?
슬롯사이트 벳위즈을 만드는 과정 자체를 즐겨야합니다. 실적을 내는 것도 중요하지만, 모든 과정을 직접 경험하며 쌓이는 직관과 통찰이 더 소중하다고 생각됩니다. 슬롯사이트 벳위즈 만화, SF 영화를 즐기게 되면 연구를 더 재밌게 할 수 있을 것 같습니다.
Q. 국내 슬롯사이트 벳위즈 산업이 한 단계 더 발전하기 위한 방안이 있다면...
제가 산업은 잘 모르겠습니다. 로봇 기술이 많이 발전한 것과 별개로, 이를 실제로 현장에 투입하기엔 안전성, 신뢰성 문제가 있는 것 같습니다. 작은 문제부터 천천히 확실히 해결하다보면 자연스럽게 발전할 것 같다는 생각입니다. 최근 음식점에 가면 서빙로봇이 많이 보이던데, 이런 게 좋은 신호인 것 같습니다.
Q. 연구에 주로 영향을 받은 교수님이나 연구자가 계시다면...
먼저 박사 지도교수님이신 KAIST 김정 교수님, 박사후 연구원 때 방향을 함께 고민해주신 UIUC 김주형 교수님이 큰 영향을 주셨습니다. 또 연구실 선배이신 TU/e 이효상 교수님과 패러데이 다이나믹스 장한뜻 대표님도 제게 많은 영향을 주셨습니다.