HRI(Human Robot Interaction) 심포지엄 (2) : 사람처럼 움직이는 기계

 

Machines that move like people do. Greg Lynn, Piaggio Fast Forward

사람처럼 움직이는 기계 - Greg Lynn(그렉 린), Piaggio Fast Forward(피아지오 패스트 포워드)
영상 링크: https://youtu.be/Sk2YzEVswCE?si=KqAVpeqrzCRIt_fW

피아지오 패스트 포워드의 CEO인 그렉 린(Greg Lynn)은 건축가로서 혁신적인 디자인 분야에서 인정받고 있는 인물입니다.

• 회사 목표: 피아지오 패스트 포워드는 사람들이 움직이는 방식을 따라 동작하는 기술 제품을 만드는 것을 목표로 합니다.
• 보행자 예절의 중요성: 회사는 보행자 예절(pedestrian etiquette)을 이해하고 로봇에 이를 적용하기 위해 노력하고 있습니다. 보행자 예절은 사람들이 구축 환경에서 다른 사람이나 사물과 어떻게 상호작용하는지에 대한 이해로부터 출발합니다.

데이터 기반 디자인 접근 방식  

Piaggio Fast Forward는 디자인 과정에서 데이터의 역할을 매우 중요하게 생각합니다.

• 사람의 움직임 이해: 로봇이 사람처럼 자연스럽게 움직이도록 하기 위해 사람뿐 아니라 카트, 어린이, 개와 같은 다양한 대상의 움직임을 연구합니다.
• 영감: 이 회사는 애니메이터 척 존스(Chuck Jones)와 디자이너 그레타 쉬테-리호츠키(Greta Schütte-Lihotzky)로부터 중요한 영감을 얻었습니다.
• 척 존스(Chuck Jones): "캐릭터가 살아있게 느껴지는 것은 외형이 아니라 움직임 때문"이라는 철학을 바탕으로 로봇 디자인에서 얼굴, 눈, 음성 인터페이스 대신 움직임을 통해 의도와 행동을 전달합니다.
• 그레타 쉬테-리호츠키(Greta Schütte-Lihotzky): 프랑크푸르트 주방을 디자인할 때 사람들의 움직임을 관찰하고 측정하여 효율성을 높였습니다.

로봇은 예측 가능(predictable)하며, 이해하기 쉽고(understandable), 직관적이며(intuitive), 수용 가능(acceptable)해야 합니다.

로봇의 역할은 사람을 대체하는 것이 아니라 보조하는 것입니다. 사람이 로봇과 함께 있을 때, 창고에서 나온 로봇이 아닌, 사람과 자연스럽게 함께 이동하고 있는 것으로 느껴져야 합니다.

 

보행자 예절 데이터베이스 구축

회사는 지난 7년간 보행자 예절 관련 데이터를 방대하게 수집해왔습니다.

• 모션 캡처 실험실: 런던과 로스앤젤레스에 있는 두 곳의 모션 캡처 실험실에서 다양한 길이와 형태로 공간을 구성하여 다양한 움직임 데이터를 기록합니다.
• 연구 설계: 특정 행동(예: 엘리베이터 출입 등)을 설정하고, 로봇 전문가가 아닌 일반인을 대상으로 모션 캡처 수트를 입힌 뒤 사람들과 사물이 어떻게 상호작용하는지 관찰하고 기록합니다. 연구는 다양한 시나리오로 구성되며 주로 두 명 이상의 사람들이 참여합니다.
• 데이터베이스 특징: 데이터는 3차원 맵과 비디오 형식으로 저장됩니다. 행동, 시나리오, 그룹 행동, 개별 행동, 특징의 계층 구조로 구성되며, 상호작용(리더-팔로워, 팔로워-장애물 등)의 관계를 명확히 분류합니다. 특히 데이터의 92%가 두 명 이상의 사람들 간 상호작용을 다루고 있어 기존 공개 데이터셋(대부분 한 사람의 단순 행동)과 차별됩니다.
• 데이터 분석 및 알고리즘: 수집된 데이터를 분석해 핵심 관계를 파악하고, 정량화 가능한 움직임 사양을 정의하여 로봇의 엣지 디바이스에서 실시간으로 동작하는 알고리즘으로 변환합니다. 연산 효율성을 위해 모델은 간소화됩니다.

특정 인간-로봇 상호작용 연구

회사는 사람들이 구축 환경에서 로봇과 어떻게 상호작용해야 하는지 구체적으로 연구합니다.

• 근접성과 안전: 다른 로봇 회사들이 안전을 위해 사람과 2미터 이상 거리를 두는 것과 달리, Piaggio Fast Forward 로봇은 사람과 매우 가까운 거리(대부분 2미터 이내)에서 동작합니다. 때로는 물리적으로 접촉할 수 있으며, 보행자 예절을 최우선으로 고려합니다.

주요 행동 연구 사례:
- 엘리베이터 출입
- 문 통과(사람이 문을 잡아줄 때 로봇의 통과 방식)
- 따라가기(장애물 회피 및 최적의 경로 탐색)
- 밀기/안내하기(쇼핑 카트처럼 움직이며 사용자의 안내를 따름)
- 그룹 내 장애물 회피(그룹 내 상호작용 시 장애물 대응)
- 정지 행동(불필요한 움직임 없이 명확하게 멈추는 행동)

 

로봇 디자인 원칙

• 움직임 중심: 로봇의 외형보다 움직임을 통해 의도와 행동을 표현합니다.
• 형태: 로봇은 날카로운 모서리가 없고 부드러운 곡면의 미끄러운 형태(slippery form)를 갖추어, 혼잡한 공간에서도 안전하고 친근하게 느껴지도록 디자인되었습니다.
• 사용자 상호작용: 별도의 복잡한 장치 없이 버튼 하나로 쉽게 조작 가능합니다. 조명과 13가지 소리로 모드를 표현하며, 앱은 관리 목적으로만 사용됩니다. 로봇이 사람들과 자연스럽게 어울리며 사람들의 라이프스타일에 조화롭게 통합되는 것이 목표입니다.

 

로봇의 자율성

• 자율성 스펙트럼: 로봇은 장애물 회피, 경로 선택 등 자율적으로 움직이며, 사람을 따라 이동합니다.
• 경로 기록 및 재생: 실시간 지도 구축 및 '트립(trips)'을 기록해 저장된 경로를 따라 로봇이 이동하도록 설정할 수 있습니다. 산업용에서는 로봇 관리자가 원격으로 이러한 경로를 실행할 수 있으며, 원격 조종은 허용되지 않고, 미리 설정된 경로만을 사용할 수 있습니다.
• 모듈형 센서 퓨전: 센서 퓨전 및 자율성 수준을 모듈화하여, 다른 로봇 회사들도 자사의 인간 상호작용 기술(human interacting technology)을 자신들의 로봇에 쉽게 적용할 수 있도록 지원합니다.