휴보, 세계 최고의 재난구조로봇 (다르파 로보틱스 챌린지(DRC)로 본 세계 로봇기술의 현주소)

전승민

저자전승민은‘현실세계에도움되는기술이진짜과학’이라는모토로국내연구현장을두발로뛰고있는과학전문기자.현재과학전문언론사「동아사이언스」소속으로공학기술분야를전담해취재하고있다.대덕연구단지인터넷신문「대덕넷」취재기자로도근무했다.의료과학로봇,국방과학등실용성높은과학기술에관심이많다.그밖에도「동아일보」지면에과학기사를쓰고있으며,월간과학전문지「과학동아」에도다양한기사를게재하고있다.저서로는인간형로봇의역사를다룬『휴보이즘』,한국미라의발생원인을연구한『한국미라』가있다.

Task1깨달아라,현실속에로봇은없다
▷영화속로봇은영화속에만있다
▷후쿠시마원전사고가보여준로봇기술의현주소
▷후쿠시마원전에투입된로봇들
▷그래도기댈것은로봇뿐
◇全기자의《로봇이야기》①영화속시대별로봇
현실속로봇과영화속로봇
-로봇의‘반란’막을법,규약도이미갖춰져있다

Task2미국방위고등연구계획국(DARPA)의황당한제안
▷로봇을들여보내원전을복구하라
▷예선만통과해도연구비180만달러를주겠다
▷세계정상급로봇연구진‘모두’나섰다
▷한국인과학자들‘우리도질수없다’
▷DRC를떠받치는숨은실력자‘보스턴다이내믹스’
◇全기자의《로봇이야기》②생각하는로봇,정말만들수있을까?
인공지능이라는말속에숨은허상
-‘진짜인공지능’은세상에없다
-인공지능에도종류가있다
-인공지능의발달이가져오는혜택
-‘강한인공지능’을만드는방법있을까?

Task3험난한일정과세계최강의경쟁자들
▷‘우리는어떻게할것인가’
▷로봇이‘일’을하기시작했다
▷신개념로봇‘DRC휴보’개발,역발상으로승부
▷미국굴지의방위산업체‘레이시온’을누르고본선진출팀‘합류’
◇全기자의《로봇이야기》③로봇산업과인간형로봇에숨은가치
인류가사람을닮은로봇을만드는까닭
-사람을닮은로봇=만능형로봇
-공학기술의꽃‘인간형로봇’
-그래도로봇이미래다

Task4드디어본선,그러나찾아온처참한패배
▷자동차경기장‘개러지’빌려진행
▷자만에가까웠던자신감,그리고처참한패배
▷차원이다른존재,日‘샤프트’연구진
▷생각지도못한부진,‘NASA’
◇全기자의《로봇이야기》④로봇도‘힘조절’이필요하다
-안정적으로걷고일하는로봇,어떻게만들까
-위치제어식이냐압력감지식이냐
-바닥을피부로느껴야성큼성큼걷는다
-외부환경과‘교감’이관건

Task5무릎을꿇고‘나를따르라’고말하다
▷DARPA의한국팀특별출전요청
▷제자에게무릎을꿇는리더십…“기본기가승부의관건”
▷마침내모습드러낸‘DRC휴보Ⅱ’
◇全기자의《로봇이야기》⑤대한민국로봇‘휴보’연대기
깡통로봇에서세계최고의재난로봇이되기까지

Task6눈물속에영광을안다
▷대한민국로봇‘휴보’세계를제패하다!
▷‘인간형+특기’있어야고성능재난로봇
▷도대체일본연구진에무슨일이?
▷“재난로봇은이제시작…상금전액연구비에쓰겠다”
◇全기자의《로봇이야기》⑥전쟁로봇을바라보는다양한시각
‘터미네이터’로봇이정말현실에등장할까
-유엔(UN)도전쟁로봇활용성·위험성비교검토
-로봇기술의발전과전쟁용로봇의발전
-전쟁용로봇도주체는결국‘사람’

Task7“지배하라.로봇코리아!”
▷휴보는한국형인간형로봇생태계의원조
▷로봇이지배하는세상은이미코앞에다가와있다
▷로봇은미래경제,사회핵심요건
▷로봇이만들어갈새로운세상

Interview-‘휴보아빠’오준호교수가말하는리더십
“식사시간까지아껴18개월연구,100.000%준비가우승비결”
재난대응로봇대회1등이끈오준호KAIST교수

대한민국휴보의[DRC파이널2015]우승분투기!

대한민국로봇‘휴보’의세계재난구조로봇대회(DRC)우승기!
지난2015년6월,미국에서열린세계재난구조로봇대회《다르파로보틱스챌린지》에서우리나라로봇‘휴보’가당당히우승을차지했다.다르파로보틱스챌린지(이하DRC)는가상의원자력발전소사고현장에사람대신로봇을들여보내냉각수밸브를잠그고나오는미션을수행하는대회이다.이대회에는첨단과학기술의상징처럼불리는‘미국항공우주국(NASA)’이나세계정상급방위산업체‘록히드마틴’등쟁쟁한실력과명성을가진기업및단체들이모두나와세계최고의로봇기술을겨루었다.여기에서우리나라의KAIST연구진과휴보는우승을일궈낸것이다.
이책은2012년대회출범부터시작해2013년12월열렸던DRC1차대회(DRCTrial),2015년6월열린DRC최종결선(DRCFinal)대회,두번을모두미국현지에서취재한저자의생생한현장취재소식을담고있다.더불어이대회에서우승한KAIST휴보연구진의고뇌와일정,그들의노력을담고있다.이전의휴보와확연히다른DRC휴보(DRC-Hubo)를개발하며수년을한결같이대회를준비한연구진들의노고도최대한가감없이담아내려고노력했다.여기에더해‘재난구조로봇’즉,위기의현장에인간의목숨을구할수있는로봇을어떻게만드는지,전세계연구진은그험난한과제에어떻게도전했는지에대해서도최대한상세히담았다.

후쿠시마원전사고가보여준로봇기술의현주소
로봇에대한대중의환상과현실의괴리가가장여실히드러났던사건을꼽으라면바로‘후쿠시마원전사고’를들수있을것이다.익히알려진대로이사건은2011년3월11일,일본관측사상최대였던리히터규모9.0의지진이일어나초대형쓰나미가일본도호쿠(東北)지방을덮치면서일어났다.시커먼해일이쏟아져들어오면서몇층이넘는건물들이장난감조각처럼휩쓸려가는영상을아직도생생히기억하는사람이많을것이다.
이엄청난해일은곧후쿠시마제1원전을덮쳤다.당시총6기의원자로가운데1·2·3호기는가동중에있었고,4·5·6호는점검중에있었다.급기야쓰나미로인해전원이중단되면서원자로를식혀주는긴급노심냉각장치가작동을멈췄고,결국3월12일1호기에서수소폭발이일어났다.
이상황에서해결책으로고려되는것은당연히‘로봇’이었다.실제로후쿠시마원전을관리하던도쿄전력이‘로봇을투입하겠다’고발표하자앞서말했던것처럼‘이제는원전을무사히복구할수있겠구나’라는기대를한사람도많았다.하지만실제로로봇은사고현장을복구하는데주도적인역할을하지못했다.더구나일본은‘로봇선진국’이란자부심이매우강했다.주위에서“세계최고를자랑하던일본의로봇기술이이것밖에되지않는단말이냐!”라면서실망하는목소리를내는걸여러번전해들었다.
그렇다면이런재난상황에투입할수있는로봇을개발하기는얼마나어려울까?그런로봇은어떤기능이있고,어떤모습을하고있으며,도대체얼마의노력과시간을들여야만들수있는걸까?후쿠시마원전사고이후과학자들은이에대한해답을찾기시작했다.‘인간을구하는로봇을과연만들수있을것인가?’이질문에답을내놓기위해전세계과학자들이달려들기시작한것이다.그리고미국방위고등연구계획국(DARPA)이주최한‘재난대응로봇경진대회(DRC)’가마침내막을올리게된다.

미국방위고등연구계획국(DARPA)의황당한제안
‘DARPA’는미국국방성산하기관이다.주업무는각종군사기술,또는군사기술로응용할수있는많은첨단연구를지원하는일을한다.과학자가직접개발을하기보다는연구과제를제안하고,전문적인연구자들을찾아연구비를주고,진행상황을확인하는등연구관리기관의성격을갖고있다.또한DARPA는‘챌린지(Challenge)’란이름을붙여공모과제를자주운영하는것으로도유명하다.
이처럼‘황당한과제’를던져놓고전세계연구진의참가를독려하길좋아하던DARPA가이번에는전세계과학자들에게새로운‘챌린지’를요구했다.2012년4월1일.후쿠시마원전사고이후약1년만에추진된이공모과제겸기술경진대회의이름은바로‘DRC(DARPARoboticsChallenge).’우리나라에선딱히이름을붙이기어려워‘세계재난구조로봇대회’등으로부르기도한다.
후쿠시마원전사고당시사고현장에제대로투입할로봇이없어피해를더키웠다는사실을안타까워하던DARPA가“우리가연구비와상금을지원하겠다.원전에걸어들어가공장내부를복구할수있는로봇을만들어볼사람이있느냐?로봇을만들어가지고모여서대회를해보자!”라고공고를낸것이다.이들이초창기에정한대회방식은다음과같다.
■첫째,로봇이지정한장소까지자동차를직접운전해서몰고들어갈것.
■둘째,자동차에서내린다음울퉁불퉁한돌무더기를넘어들어갈것.
■셋째,진입로를막고있는잔해를치워낼것.
■넷째,문을열고건물즉,원자력발전소안으로들어갈것.
■다섯째,작업용사다리를기어올라간다음공장내부의작업자용통로를통과할것.
■여섯째,도구를이용해콘크리트패널에구멍을뚫을것.
■일곱째,냉각수가새고있는파이프를돌려서잠글것.
■여덟째,소방호스를소화전에연결하고밸브를열것.

2013년DRC트라이얼대회에서의처참한패배
2013년12월20일오후,미국플로리다주홈스테드시에있는자동차경기장‘홈스테드-마이애미스피드웨이’에는KAIST연구진20여명이개러지안에설치된본부에모여앉았고,경기장출입이허락된5명은‘팀KAIST’라고적힌푸른색조끼를입고무전기로연락을주고받으며로봇을부산하게점검하기시작했다.경기도중밸브를열고잠그는과정에서휴보가넘어져주변에대기하던연구진이수리하러달려들어간것이다.하지만제한시간30분안에로봇을수리해임무를완수하기는무리였다.결국‘삐익!’소리와함께타임종료부저가울렸다.
마침내20일에본대회가시작됐지만,대회진행상황은여전히희망적이지못했다.휴보는평소특기였던문열기,장애물제거,벽뚫기등3개종목에서0점을받았다.그동안연습했던대로만했어도모든종목을4점만점을받아도이상할것없는과제들이었다.소방호스연결과밸브잠그기등나머지2개종목에서도각각1점을받는데그쳤다.밸브잠그기과제는전날리허설때만해도만점을받았던종목이었다.당시신문에는휴보팀이9위를했다는기사가실렸는데,이는9~11위까지점수가모두8점으로동점이었기때문이다.하지만다른한편으로계산하면순위가더뒤로간다.중간에사람이개입한횟수가더적으면그팀을더높은순위로쳐주기때문이다.따라서결선전체16개팀가운데휴보팀이거둔성적은정확히11위라고보는경우도있다.

한국KAIST로봇‘휴보’세계를제패하다!
DRC파이널2015대회는6월5~6일이틀동안미국캘리포니아주,로스앤젤레스인근소도시포모나에자리한복합경기시설‘페어플렉스’에서열렸다.대회에참가한팀은2013년열렸던트라이얼대회보다한결더쟁쟁해져있었고,우리나라휴보팀이산업통상자원부지원을받고다시출전기회를얻어낸것처럼일본에서도도쿄대학교,일본산업기술연구소(AIST)등의쟁쟁한팀들이출전을결정했다.휴보팀은본선에서9위라는처참한성적을거두었지만,다행히DRC의요청과국가의지원을받아최종‘DRC파이널대회’에참여할수있었다.
KAIST는DRC휴보를더가다듬어완벽하게개량한‘DRC휴보Ⅱ’를만들었고,이휴보로결국DRC파이널대회에서감격의우승을차지하게되었다.최종결선경기에서8단계수행임무를44분28초만에완수해1위를거머쥐었으며,2위와3위팀역시만점을받았지만시간에서승부가갈렸다.우승상금은200만달러지만2위에게도100만달러가주어졌고,3위는50만달러를받았다.
‘휴보아빠’오준호교수는DRC파이널대회우승에대해“기술적인진보를한층더크게이룰계기를마련한것”이라고말했다.지금의로봇기술은실제재난구조상황에투입될만큼완성됐다고보긴어렵기때문이다.오교수는“미국이나일본의로봇은수십년동안대규모연구비를투입해개발한것이므로,이번에1등을했다고우리가가장기술이뛰어나다고단정하긴어렵다”면서“김연아선수가피겨스케이트대회에서여러차례우승했지만그렇다고우리나라를피겨강국으로부르긴무리가있지않느냐”라고몸을낮추는모습을보였다.앞으로국가적역량을높이려면갈길이먼만큼,더뛰어난로봇기술개발을위해정진하겠다는의미이다.그러면서오교수는“실생활에서로봇이재난,구조활동에참가하려면더큰기술적진보가필요한만큼꾸준히연구개발을계속할예정”이라고포부를밝혔다.

휴보는한국형인간형로봇생태계의원조
이미휴보는당당한세계인간형로봇연구의한축이다.인간형로봇을연구하고싶은여러나라과학자들에게좋은연구장비가되기때문이다.사실휴보는국내보다미국에서더인기가높다.폴오드렉셀대학교교수팀이주도적으로추진한‘재미휴보’라는프로젝트를통해휴보센터는2010년에휴보8대를무더기로해외에수출하기도했다.미국미시간공과대학교(MIT),카네기멜런대학교,퍼듀대학교,버지니아공과대학교,서던캘리포니아대학교,펜실베이니아주립대학교등6개학교이다.싱가포르국책연구기관인‘정보통신연구소’도2대를샀다.그이후세계적IT기업구글도휴보2를2대나사갔고,우리나라한국원자력연구원도DRC휴보Ⅱ1대를갖고있다.
그렇다면이런‘로봇혁명’속에서우리나라는어떤변화를추구해야할까.전통적으로뛰어난기계제어기술을가진나라는실제로세계적으로도강한힘을갖고있다.사실상미국이전반적으로가장앞서고일본과유럽이비슷한수준으로해석된다.그다음으로우리나라정도를꼽고있다.이런정밀로봇공학기술의집결체가인간형로봇이다.실제로고성능인간형로봇을만들수있는나라는세계적으로얼마되지않는다.미국·일본·한국·유럽정도다.아직인간형로봇이실용화수준에도달할거라고장담하긴무리가있다.로봇이문고리하나비틀어열고,밸브하나잠그는데5분,10분씩걸린다.뭔가일을시키려면사람이일일이동작순서를조정해주느니직접자기손으로하는게더빠르고편하다.게다가가정에서누가몇억원씩주고이런로봇을사다쓸수있을까?
하지만방사능이가득찬재난현장복구,우주탐사상황이라면이야기가달라진다.이런아직은활용도가낮은로봇이라도개발하고투입해서문제를해결해야한다.물론이기술의파급효과는덤인셈이다.휴보팀의DRC우승을놓고‘한국과학기술의변혁을일으킬만한기념비적인사건’이라고까지말하는것은바로이때문이다.
관건은‘로봇강국대한민국’을만들기위해서는지금부터가중요하다는사실이다.오준호교수가평소자주하는이야기가있다.평소공부를안하던학생이한달정도공부해평균80점을받는것은쉽다.하지만95점맞던학생이100점을맞으려면1년내내공부해도쉽지않다는이야기다.우리나라로봇산업은로봇휴보의고군분투덕분에여기까지올수있었다고해도과언이아니다.남은5점의점수를채우기위해서는국가적인집중과노력이필요한시기다.그것이미래사회에우리‘기술한국’이나아갈중요한방향중하나가아닐까.