천재 로봇공학자 다니엘라 루스의 MIT 로봇 수업 (인간과 로봇이 함께하는 찬란한 미래)

천재 로봇공학자 다니엘라 루스의 MIT 로봇 수업 (인간과 로봇이 함께하는 찬란한 미래)

$23.00
Description
AI와 로봇 혁명은 세상을 어떻게 바꿀 것인가

세계 최고의 컴퓨터과학 연구센터 CSAIL의 수장
다니엘라 루스가 들려주는 로봇의 미래
세상은 이미 마법과 구분할 수 없는 기술로 가득 차 있다. 기계가 화성 위를 날아다니고, 자율주행차가 복잡한 도시에서 길을 찾으며, 로봇이 카페에서 커피를 내리거나 주방에서 빵을 굽는 모습도 낯설지 않다. 이 마법 같은 기술은 사람이 설계한 수학적 모델, 알고리즘, 신소재를 결합한 결과물이다. AI 혁명이 세계를 뒤흔들고 있는 지금, MIT 공학자들은 어떤 로봇을 만들고 있을까?

≪MIT 로봇 수업≫은 MIT 컴퓨터과학 및 인공지능연구소(CSAIL)의 소장이자, 오늘날 로봇공학의 현재와 미래를 동시에 조망할 수 있는 독보적인 연구자인 다니엘라 루스가 쓴 첫 대중서다. 로봇공학, 인공지능, 기계학습이라는 서로 연결된 분야들을 알기 쉽게 해설하며, 하늘을 나는 제트슈트, 에펠탑을 오르는 전자 자벌레, 건물 외벽을 따라 이동하는 광합성 로봇, 시각장애인을 위한 진동내비게이션 시스템 등 독자들을 기발하고 매혹적인 로봇의 세계로 안내한다.
로봇이라고 하면 흔히 금속 몸에 투박하게 움직이는 기계를 떠올리지만, 루스의 실험실에서는 섬유, 플라스틱 같은 가벼운 재질에 민첩하고 유연한 몸을 가진 덜 ‘로봇’ 같은 로봇을 연구한다. 종이처럼 접히는 초소형 오리가미 로봇(캡슐에 담아 삼키면 장기를 치료하는 데 쓸 수 있다), 부드러운 피부에 진짜 물고기들처럼 헤엄치는 로봇 ‘소피’, 스스로 형태를 재구성하는 ‘M-블록’, 암스테르담 운하를 가로지르는 자율주행 보트 등 그녀의 연구팀이 개발한 로봇들은 언론에 공개될 때마다 큰 주목을 받았다.
루스는 이 책에서 로봇공학자로서의 전문성과 다양한 경험에서 나온 통찰을 대중의 눈높이에 맞춰 전달해주며, AI 혁명의 아찔한 파도 속에서 불안감을 느끼는 독자들에게 로봇 기술이 가져올 변화에 대해 희망을 심어준다. 그녀는 로봇의 부상이 기계의 지배로 이어진다거나 인간의 일자리를 대체할 것이라는 비관적인 전망에 맞서, 로봇이 우리를 더 유능하고 생산적이고 정확한 존재로, 인간다운 삶으로 이끌 것이라고 단언한다. 독자들은 총 3부로 구성된 이 책을 통해, 전 세계에서 어떤 로봇들이 만들어지고 현재의 로봇 기술이 어디쯤 와 있는지(1부), 로봇은 어떻게 설계되고 어떤 원리로 작동하는지(2부), 로봇공학자는 이 사회에 어떤 책임을 져야 하는지(3부) 세계적인 로봇공학자의 목소리로 직접 들을 수 있다.
저자

다니엘라루스

DanielaRus
MIT전기공학및컴퓨터공학교수이자컴퓨터과학및인공지능연구소CSAIL소장.특히모듈식/재구성가능로봇,다중로봇시스템및제어알고리즘분야의세계적인권위자다.1963년공산주의체제의루마니아에서태어나고등학교까지마쳤다.아버지테오도르루스는루마니아에서선구적인컴퓨터과학자였고,어머니엘레나루스는물리학자였다.어린시절〈스타트렉〉,쥘베른의소설에나오는과학기술에매료되었고,가족이미국으로이주한후아이오와대학교에서컴퓨터과학과수학을공부하고코넬대학교에서컴퓨터과학이론가존호프크로프트의지도로컴퓨터공학박사학위를받았다.2002년맥아더펠로로뽑혔고,존스콧상(2024),IEEE에디슨메달(2025)등수많은상을받았다.현재미국국립과학원및미국예술과학아카데미회원이다.
2003년에MIT교수로부임했고,2012년부터CSAIL소장을맡고있다.CSAIL은세계최고의컴퓨터과학연구센터이자MIT에서가장큰연구실로,현재7명의맥아더상수상자와8명의튜링상수상자를비롯하여115명의수석연구원,수백명의과학자와학생이소속되어,800개이상의연구프로젝트를수행하고있다.

목차

서문-로봇수업을시작하며

1부꿈-로봇,불가능은없다
1강힘
2강도달범위
3강시간
4강위로오르기
5강마법
6강시각
7강정밀성

2부현실-로봇은어떻게만들어질까
8강로봇만드는법
9강움직이는두뇌
10강촉각을느끼는두뇌
11강로봇의학습방법
쉬어가기-도움이될만한기술적정보
12강기술자들의할일목록

3부책임-어떻게미래를준비할것인가
13강가능한미래
14강무엇이잘못될수있나?
15강미래의일
16강컴퓨팅교육
17강큰도전과제

후기-로봇의꿈
감사의말씀

도판출처
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출판사 서평

AI와로봇혁명은세상을어떻게바꿀것인가
세계최고의컴퓨터과학연구센터CSAIL의수장
다니엘라루스가들려주는로봇의미래

MITCSAIL역대최장기,최초의여성소장
2025IEEE에디슨메달,2024존스콧상수상자

기발하고매혹적인로봇의세계

세상은이미마법과구분할수없는기술로가득차있다.기계가화성위를날아다니고,자율주행차가복잡한도시에서길을찾으며,로봇이카페에서커피를내리거나주방에서빵을굽는모습도낯설지않다.이마법같은기술은사람이설계한수학적모델,알고리즘,신소재를결합한결과물이다.AI혁명이세계를뒤흔들고있는지금,MIT공학자들은어떤로봇을만들고있을까?
≪MIT로봇수업≫은MIT컴퓨터과학및인공지능연구소(CSAIL)의소장이자,오늘날로봇공학의현재와미래를동시에조망할수있는독보적인연구자인다니엘라루스가쓴첫대중서다.로봇공학,인공지능,기계학습이라는서로연결된분야들을알기쉽게해설하며,하늘을나는제트슈트,에펠탑을오르는전자자벌레,건물외벽을따라이동하는광합성로봇,시각장애인을위한진동내비게이션시스템등독자들을기발하고매혹적인로봇의세계로안내한다.
로봇이라고하면흔히금속몸에투박하게움직이는기계를떠올리지만,루스의실험실에서는섬유,플라스틱같은가벼운재질에민첩하고유연한몸을가진덜‘로봇’같은로봇을연구한다.종이처럼접히는초소형오리가미로봇(캡슐에담아삼키면장기를치료하는데쓸수있다),부드러운피부에진짜물고기들처럼헤엄치는로봇‘소피’,스스로형태를재구성하는‘M-블록’,암스테르담운하를가로지르는자율주행보트등그녀의연구팀이개발한로봇들은언론에공개될때마다큰주목을받았다.
루스는이책에서로봇공학자로서의전문성과다양한경험에서비롯한통찰을대중의눈높이에맞춰전달해주며,AI혁명의아찔한파도속에서불안감을느끼는독자들에게로봇기술이가져올변화에대해희망을심어준다.그녀는로봇의부상이기계의지배로이어진다거나인간의일자리를대체할것이라는비관적인전망에맞서,로봇이우리를더유능하고생산적이고정확한존재로,인간다운삶으로이끌것이라고단언한다.독자들은총3부로구성된이책을통해,전세계에서어떤로봇들이만들어지고현재의로봇기술이어디쯤와있는지(1부),로봇은어떻게설계되고어떤원리로작동하는지(2부),로봇공학자는이사회에어떤책임을져야하는지(3부)세계적인로봇공학자의목소리로직접들을수있다.


시대를앞서간로봇공학자

로봇공학분야에밝은사람이라면긴설명이필요없겠지만,CSAIL이나다니엘라루스에대해생소한독자도있겠다.CSAIL은명실상부세계최고의컴퓨터과학연구센터로서규모나활동면에서MIT를대표하는연구소중하나다.115명의수석연구원,수백명의과학자와학생이소속되어,800개이상의연구프로젝트를수행하고있다.해외연구기관과의공동연구도활발한데,한국의광주과학기술원(GIST)과도여러프로젝트를진행하는것으로알려져있다.
루스는2012년에CSAIL소장에부임했고,설립이래최장수소장이라는타이틀을얻고있다.그녀의이력이독특하다.루마니아출생으로,고등학교졸업무렵이던1982년(차우셰스쿠공산독재정권시기)에부모님을따라미국으로이민을왔다.아버지는루마니아에서선구적인컴퓨터과학자였고,어머니는물리학자였다.책에는루스의학창시절에피소드가일부소개되고있는데,특히루마니아정부의지침에따라기차부품을만드는공장에서일했다는일화가흥미롭다.여고생으로서는고역같은일이었지만,그녀는그때선반(旋盤)같은장비를다룬경험이훗날로봇공학자로서진로를선택하는데도움이됐다고회고한다.
대학졸업후,루스는본격적으로로봇연구자로서이력을쌓았다.이후모듈식/재구성가능로봇,다중로봇시스템(여러대의로봇이협력하여특정작업을수행하는시스템)및제어알고리즘분야에서세계적인명성을얻었고,공학분야최고의상들(2025IEEE에디슨메달,2024존스콧상등)을잇달아수상하며‘시대를앞서가는’로봇공학자라는찬사를받았다.지금도그녀는전세계연구기관들과협업하면서“기고,걷고,뛰고,운전하고,치료하고,변신하고,하늘을나는온갖지능형기계”들을만들어내고있다.

로봇,불가능은없다

그럼,로봇이란‘정확히’무엇일까?우리주변의흔한기계장치와는뭐가다를까?루스가정의하는로봇은한마디로“주변환경으로부터입력을받아그정보를처리한후,입력에반응해서물리적행동을취하는프로그래밍가능한기계장치”이다.로봇을‘지능형기계’라고도부른다.
‘종이누르개(문진)’를예로들어보자.종이누르개는자체적인무게로종이더미아래쪽으로힘을가해서종이를고정하지만(행동),그렇다고해서로봇은아니다.만약이종이누르개에카메라와처리장치,기계식다리를추가한다면어떨까?이제바람이불어종이가펄럭이면,새롭게개조된종이누르개는장치안에접혀있던기계다리가펼쳐지면서종이쪽으로걸어갈것이다.그리고그위에앉아종이를제자리에고정시킨다.자,이제종이누르개는‘데스크봇’이되었다!그러니까로봇은‘감지-생각-행동’주기를실행할수있는기계장치다.이세조건중하나라도채우지못한다면로봇이될수없다(마찬가지로자명종은그자체로로봇이아니지만,스스로시간을감지하고잠든주인의침대를향해뛰어들도록개조하면‘자명종로봇’이된다).
루스는이책에서인간의힘을증강하고,물리적도달범위와감각을확장해주는다양한로봇들을소개한다.예를들면,옷도지능형기계로만들수있다.부드러운인공근육을피복으로삼고,센서를부착해서사용자의신체상태를실시간으로파악해체온조절,근력향상등의명령을수행하도록하는것이다.루스가상상하는이슈트는근력이약해진노인들에게는독립적인활동성을,운동선수에게는정교한자세교정을,육체노동자에게는지속적이고안전한작업에도움이되는더강한근력과지구력을제공한다.한편시각의범위를넓혀주는로봇도가능하다.현재모퉁이너머를볼수있도록자율주행차에서띄워서사용하는드론을개발중이다.이드론은자동차보다앞서서날아가모퉁이를돈뒤,복잡한지하주차장내부를스캔한다음그동영상을자동차내비게이션시스템으로전달한다.자동차에딸린또하나의‘눈’이다.상상력을더밀고나가보자.루스가구상하는‘미래의해외여행’은매우특별하다.그녀는파리등유명관광지에공용모바일로봇을배치해두고해외에서원격으로이로봇에접속해,파리의유명빵집을찾아가음식의맛과향을즐길수도있지않을까상상한다.물론빵집주인이로봇에게음식을팔도록허락할지는두고봐야겠지만,이론적으로가능하다.


젊은로봇공학자를위한도전과제

이런로봇이야기는듣고만있어도즐겁지만,아직기술적으로넘어야할장벽들이많다.로봇은일반적으로1)뼈대,2)전자기계적구성요소(센서,작동기,케이블,전원장치),3)컴퓨팅하드웨어(프로세서와저장장치),4)통신기판,5)두뇌(지각,계획,학습,추론,조정,제어를관리)로구성된다.센서는외부환경의정보를감지하며수집된정보를제어장치로전달한다.제어장치(로봇의두뇌)는센서로부터받은데이터를분석하여적절한명령을내리는데,정교한로봇은기계학습을통해복잡한판단을내릴수도있다.뼈대와작동기(로봇의팔과다리,손,바퀴등)는제어명령에따라로봇을움직이며,정밀도와힘의균형이중요하다.여기서핵심은로봇을구성하는각부문에서전반적으로성능이올라가야뛰어난로봇이만들어진다는점이다.정밀도가높은손을만들었다고해도,그것을제어할수있는두뇌가수준에못미친다면뛰어난로봇이탄생할수없다.따라서우리에겐1)더똑똑하고예민한손,2)부드럽고안전한로봇,3)민첩하게움직이는,덜‘로봇’같은로봇,4)더효율적인로봇제작방법,5)더유연하고힘센인공근육,6)더강력한배터리,7)더뛰어난센서,8)더빠른두뇌,9)로봇과더쉽게대화할수있는자연어처리기술이필요하다(249~265면).이목록은루스가이책에서젊은발명가와공학자들을위해제안하는9가지도전과제로서,현재의로봇을개선하는데필요한기술적인핵심과제를망라하고있다.남들이풀기힘들어하는문제라면오히려투지가생기는법이니,이책을읽는독자중에서도이목록에서자신만의목표를발견하고기술적인열정을불태울미래의공학자가나타날지모를일이다.


로봇공학자의책임

이책은로봇공학자의책임문제도비중있게다룬다.루스가보기에오늘날로봇공학이직면한가장큰위기는할리우드의단골소재인‘인간을박멸하는로봇’의출현이아니다(그녀는인간을넘어서는‘범용인공지능’이출현하기까지는여전히갈길이멀다고분명히밝힌다).오히려“우리가제대로이해하지도못한상태에서의존하게된거대하고복잡한시스템을떠안고,버려진기술과전자쓰레기의산더미속에갇히는상황”이문제라고지적한다.현재많은로봇들이그자체의기술적,윤리적문제를해소하지못한채세상으로나오고있는형편이다.로봇공학자들의윤리적책임이더욱요구될수밖에없다.따라서루스는“지능형기계를세상에배치하여활용하려고할때는그사용이공익에부합하도록하는보호장치와윤리원칙을반드시마련해야한다”고주장한다.특히,그녀는로봇과AI를위한11가지설계원칙(안정성,보안성,공정성,설명가능성,지속가능성,인증제도등)을제시하는데(276~287면),“지능형기계의경우안전성과효능을평가해서상업적으로출시하기전에특정용도로승인해주는FDA같은규제기관”이필요하다는지적이눈길을끈다.
한편,인류가직면한가장어려운문제들(기후위기,건강,식량안보,에너지와전기등)에대한고민도빠질수없다.루스는인류의난제를해결하기위해전세계에서다양한로봇연구가진행중이라는점을강조하며,많은로봇공학자들이이런고민에동참해줄것을제안한다.또한루스는아동과성인을위한컴퓨팅사고및제작교육을통해AI의이익을사회전반으로확산시키고,미래의새로운일자리에대비할수있는역량을키워야한다고주장한다.이와관련해서산업과유통부문에서획기적인아이디어도제시하는데,3D프린터같은첨단장비를전지역에배치해서24시간운영되는제조센터를세워보자는제안이다.이센터를통해소비자가원하는맞춤형제품(장난감,가구등)을판매한다는구상인데,제품을현지에서바로생산해판매하기때문에탄소배출과폐기물도줄어들수있다는것이그녀의주장이다.

이책의원제는‘Theheartandthechip’이다.‘칩(기계)’은강력한도구이지만,그수단에의미를부여하는것은‘심장(인간)’이다.로봇은‘더나은세상의건설을위한도구’일뿐이다.“창의성,혁신,비전이라는진정한초능력을지닌존재”는여전히인간이다.
이제루스는산업현장이나연구실의보호케이지로부터로봇들을해방시킬방법을고민한다.“사람이기계에적응하는것이아니라기계가사람에게적응하는세상을상상해보자.사람이큰부품을다루기어려워낑낑대고있으면공장로봇이다가와서돕고,노인이집안일을하다가힘에부쳐하면가정용로봇이다가와서돕는다.”로봇이인간의협력자가되어일상을함께하는것이그녀가그리는미래다.이제이지능형기계를인간의번영을지원하는방향으로어떻게이끌고활용할수있을지,같이숙고하고활발히논의할때가왔다.