# 고령화 사회의 필수 도우미, 휴머노이드 - 로봇
흔히 로봇 하면 인간의 형상을 하고 있는 기계를 떠올리게 된다. 하지만 로봇은 산업용 로봇과 같이 필요한 기능을 위한 최소한의 구성 요소만 있어도 로봇이라고 칭할 수 있다. 한마디로 로봇이란 인간이 할 일을 대신 수행할 수 있는 인공물의 총칭인 셈이다.
하지만 일반인이 생각하는 로봇도 존재한다. 바로 휴머노이드다. 행동이나 모습이 인간에 가깝게 생긴 로봇을 휴머노이드라고 하는데, 보통 3가지 기능을 갖추어야 한다.
우선 인간처럼 움직이는 운동기관, 인간의 감각을 닮은 감각기관, 그리고 인간처럼 판단하고 느낄 수 있는 지능이다. 가끔 안드로이드와 혼동을 일으키곤 하는데, 안드로이드란 외양이 인간과 거의 구분할 수 없는 로봇을 말한다.
피부, 눈동자, 표정, 목소리 등이 인간과 거의 구분되지 않는 로봇으로 현재로서는 공상과학(SF) 영화에서나 볼 수 있다. 곁가지이지만 사이보그란 신체기관 중 일부를 기계로 대체한 사람을 말한다.
사실 휴머노이드 개발의 필요성에 대해서는 로봇 공학자 사이에서도 의견이 엇갈린다. 활용도가 전시장 및 각종 발표회장에서 걷거나 뛰는 모습을 보여주는 전시용으로만 비춰지는데다 개발에 엄청난 비용이 들어가기 때문. 일본 혼다의 경우 지난 1986년부터 첫 번째 아시모(P1)가 발표된 1996년까지 무려 1억달러 이상을 투자한 것으로 알려졌다. 이 때문에 일부 로봇 공학자들은 휴머노이드에 대한 연구 및 개발보다는 청소나 의료 보조 같은 전문 서비스 로봇 개발에 투자하는 것이 바람직하다는 주장도 하고 있다.
하지만 염영일 포항지능로봇연구소장은 “휴머노이드는 모든 로봇 테크놀로지의 집합체”라면서 “주거환경이나 생산현장에서 사람을 보조하거나 업무를 대신하기 위해서는 휴머노이드가 최적”이라고 말한다. 염 소장은 이어 “스스로 판단해 걷거나 이동하는 휴머노이드를 개발할 수 있다면 다른 모든 형태의 로봇을 개발할 수 있다”면서 “특히 고령화 사회로 치닫는 우리나라로서는 보다 발전된 휴머노이드를 개발하는 것만이 국가경쟁력을 유지할 수 있는 토대가 될 것”이라고 덧붙였다.
# 상황 인식하고 판단하는 무인항공기 - 우주항공
무인항공기란 조종사 없이 사전에 입력된 프로그램 또는 비행체 스스로 주위 환경을 인식해 자율 비행하는 항공기를 말한다.
현재 무인항공기 분야에서 가장 앞선 기술을 보유한 국가는 미국. 대부분 군용을 목적으로 개발하고 있으며, 이미 글로벌호크·프레데터·리퍼 등의 무인항공기를 운용하고 있다. 더욱이 지난 5월 미 국방부는 최첨단 스텔스 전투기인 F-22의 추가 구입을 중단하는 대신 무인항공기의 구입을 확대하기로 했다. 이는 미군이 향후 10년 이내에 지상공격기의 3분의 1을 무인항공기로 대체하겠다는 계획의 일환이다.
기술적인 측면에서 보면 무인항공기는 무인 자동차에 비해 상대적으로 단순하다. 자동 비행과 이착륙을 제외하면 장애물이 없는 고공을 비행하는 것이 보다 쉽기 때문이다.
하지만 무인항공기의 미래는 대형화를 통해 사람이나 화물을 실어 나르는 수송기와 여객기, 공중급유기, 그리고 최대 5년간 비행할 수 있는 장기체공 항공기를 만드는 것이다.
또한 초소형화를 통해 각종 탐사에 사용되는 곤충 크기의 항공기를 개발하는 것도 미래의 청사진이다. 중대형 무인항공기의 동력은 제트엔진과 프로펠러를 사용하게 되고, 초소형은 전동모터를 사용하는 것으로 연구가 이뤄지고 있다.
전동모터를 사용하는 초소형 무인항공기의 경우 전력을 저장하는 배터리의 무게가 가장 큰 장애물이지만 최근에는 수소연료 전지를 이용하는 연구가 활발하다.
미국은 최근 수소연료 전지를 이용해 24시간 비행을 목표로 하는 무인항공기 이온 타이거를 개발하고 있으며, 국내에서는 KAIST 항공우주공학과의 권세진 교수팀이 수소연료전지를 이용하는 소형 무인항공기를 개발하기도 했다. 현재 무인항공기 기술은 GPS 장치와 고도계 등을 이용해 사전에 지정된 장소를 비행하는 수준이다.
이 때문에 목표지점까지 비행하기 위해서는 사전에 확보된 지도정보를 토대로 한 경로설정이 필요하다.
# 미래 사회의 신불로초, 나노로봇 - 나노
나노는 ‘난쟁이’를 뜻하는 그리스어에서 유래한 것으로 10억분의 1을 가리키는 미세 단위다. 1나노미터(nm)는 사람 머리카락 굵기의 10만분의 1, 그러니까 대략 원자 3~4개의 크기에 해당한다. 생명체로 보면 DNA 정도의 크기다.
한마디로 100만분의 1을 뜻하는 마이크로를 훨씬 넘어서는 세계인 것이다. 나노단위를 기반으로 한 기술, 즉 나노기술은 지금까지 알 수 없었던 극(極)미세 세계에 대한 탐구를 가능케 한다. 이로 인해 DNA 구조를 이용한 동식물의 복제나 새로운 소재를 개발할 수 있다. 전자공학에 나노미터의 정밀도가 적용되면 대규모 집적회로 제조기술은 비약적인 향상을 하게 된다. 한마디로 나노 기술은 크기와 소비 에너지 등을 최소화하면서도 최고의 성능을 구현할 수 있는 것이다.
의료는 나노기술이 꽃필 수 있는 핵심분야 가운데 하나. 최근 미국의 한 과학자는 앞으로 20년 후가 되면 인간이 죽지 않고 영원히 살 수 있게 될 것이라는 주장을 내놓았다. 진시황이 그토록 찾았던 불로초가 발견되기라도 한 것일까. 물론 아니다.
주역은 바로 나노로봇. 나노로봇이 미니 잠수함처럼 혈관 속을 돌아다니며 질환을 일으키는 바이러스나 암세포를 제거하고, 필요한 약물을 상처 부위로 운반하는 역할을 하게 된다는 것.
그리고 이같 은 나노로봇을 만들기 위해 동원되는 게 바로 미세전자기계시스템, 즉 멤스(MEMS)다. 멤스는 전자기계 소자를 육안으로는 보이지 않을 정도로 작게 제작하는 기술. 멤스를 활용한 전자기계는 뇌와 신경에 해당하는 논리회로, 시각 또는 청각 등을 담당하는 각종 센서, 팔과 다리 역할을 할 기계 장치, 그리고 이들을 유기적으로 움직이게 할 구동장치까지 완벽하게 갖춘 통합시스템으로 모습을 드러내게 된다.
<파퓰러사이언스 특약>
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