“새끼손가락 묶고 하루 일해봤더니”…휴머노이드 로봇 아틀라스의 ‘네 손가락’ 손기술은?

보스턴다이내믹스 로봇 개발자들이 새끼손가락을 약지에 고정한 채 온종일 근무했다. 휴머노이드 로봇인 아틀라스의 손가락이 꼭 다섯 개여야만 하는 이유를 찾기 위해서였다. 이들은 손가락의 개수부터 새끼손가락의 필요성까지 디자인을 검토하고 실험과 시뮬레이션을 거듭했다. 3D 프린팅으로 손의 모형도 만들었다. 그 결과, 알베르토 로드리게즈 아틀라스 행동조작기술 개발 총괄은 ‘손가락 하나는 없어도 되겠구나’라고 판단했다.

1일(현지시간) 현대차그룹의 로봇 자회사인 보스턴다이내믹스는 아틀라스가 엄지를 포함해 손가락 4개를 가진 새로운 로봇손을 장착하고 다양한 조작 작업을 수행하는 영상을 공개했다.

1일(현지시간) 보스턴다이내믹스의 아틀라스가 새 로봇손을 활용해 드릴 작업을 하고 있다. 보스턴다이내믹스 유튜브 갈무리

영상에는 아틀라스가 네 손가락으로 사람이 쓰는 공구와 소형 부품을 다루는 모습이 담겨있다. 얇은 드릴 날을 집어 드릴에 고정한 뒤 나무판자에 구멍을 뚫기도 했고, 손가락으로 속나사를 조이기도 한다. 미세한 조작 하나에 시간이 오래 걸리는 다른 로봇손들과 달리, 인간의 조작 속도에 가깝다.

어르신들이 손 건강을 위해 손안에서 호두를 굴리듯, 아틀라스는 매끄러운 골프공 두개를 동시에 손안에서 움직이기도 한다. 드럼연주자처럼 손가락으로 드럼 스틱을 휙휙 돌리는 데도 무리가 없다. 현대차그룹 관계자는 “물체를 놓치지 않으면서도 손가락 사이 접촉과 힘을 지속해서 조절해야 하는 작업”이라며 “물체의 형태나 재질, 접촉 상태에 맞춰 움직임과 힘을 조절하는 능력을 보여주는 것”이라고 설명했다.

아틀라스의 이번 로봇손은 손가락 수가 사람보다 하나 적지만 총 13개의 독립적인 움직임을 구현할 수 있다. 엄지는 4개 자유도(독립적 움직임)로 다른 손가락에 협응해 정교한 집기 동작을 수행하고, 나머지 세 손가락은 각각 3개 자유도로 세밀하게 움직이고, 사람의 손보다 넓게 벌릴 수도 있다.

이는 사람이 사용하는 공간·도구를 그대로 활용할 수 있게 해 ‘산업 현장’ 활용도를 높이기 위함이다. 보스턴다이내믹스는 이 때문에 아틀라스의 손을 사람 손과 유사한 크기로 만들었고, 손 자체의 강도도 높였다. 또 손끝과 손바닥에는 압력 기반 촉각 센서를 촘촘히 배치해 접촉 시 발생하는 작은 힘의 변화까지 감지할 수 있도록 설계했다.

1일(현지시간) 보스턴다이내믹스의 아틀라스가 가상환경에서 새 로봇손을 활용하는 방법을 학습하고 있다. 보스턴다이내믹스 유튜브 갈무리

보스턴다이내믹스는 이번 로봇손의 개발과정에서 ‘심투리얼’(sim-to-real) 방식을 채택했다고 설명했다. 개발 초기부터 가상환경에서 로봇을 학습시킨 뒤 그 결과를 실제 로봇에 적용하는 방식이다. 가상환경에서는 실제 로봇손의 구동 특성과 마찰 등을 정밀하게 반영해 학습시키고, 로봇 적용을 통해 가상환경과 실제 환경의 차이를 좁혔다. 아울러 강화학습을 통해 실제 환경에서 다양한 조건에 대응할 수 있는 조작 능력도 고도화하고 있다.

앞서 장재훈 현대차그룹 부회장은 올해 초 열린 CES에서 아틀라스의 네 손가락 로봇손에 대해 “공장 안에서 쓰기에 가장 적합한 기능과 원가를 고려한 것”이라면서도 “선행적으로 다섯 손가락까지 계속 연구하고 있다”고 한 바 있다.

이번 공개 영상대로면 아틀라스 양산형 모델은 손가락 4개를 기본값으로 가져갈 예정이다. 다섯 손가락은 네 손가락보다 많은 구동장치가 필요하고 설계가 복잡해 실제 효용 대비 비용이나 내구성이 떨어진다는 판단 때문이다. 테슬라나 유니트리 등 경쟁기업들은 사람이 쓰는 도구를 그대로 활용하고 다양한 정밀 작업에 대응하기 위해 다섯 손가락 설계를 택하고 있다.