로봇이 사방으로 지그재그 방향을 바꿔가며 뛰어다니고 카트를 밀고 나가 음식을 서빙하며 보온병 뚜껑을 열어 음료수를 부어 준다.

일본이 자랑하는 세계 최초 휴머노이드(Humanoid, 인간형) 로봇 '아시모'가 2011년 보여준 퍼포먼스다. 제한적인 상황에서 연출된 모습이지만 이러한 동작을 해낸 것만으로도 아시모의 가치는 충분하다. 로봇이 인간처럼 움직일 수 있다, 로봇이 인간과 함께 생활할 수 있다는 가능성을 보여준 것이다.

아시모의 등장으로 인간형 로봇 개발 기술은 한 단계 올라섰다. 세계 인간형 로봇 연구의 역사는 아시모로 부터 시작됐다고 해도 과언은 아닌 셈이다.

2019년 현재 관련기술이 상당부분 공개되며 인간형 로봇을 만드는 것 자체는 어렵지 않게 여겨진다. 그러나 사람과 비슷한 크기의 고성능 로봇을 독자적으로 개발한 바 있고, 꾸준히 그 기술력을 높여가는 나라는 몇 되지 않는다. 한국과 일본, 미국, 유럽(프랑스, 이탈리아), 러시아 정도다. 그 중 일본과 미국의 로봇 기술은 주목할 가치가 크다.

◆1966년 인간형 로봇 개발 시작한 일본

인간형 로봇 개발에 가장 먼저 뛰어든 국가는 일본이다. 일본 와세다대에서 1966년부터 두 발로 걷는 로봇을 개발했고, 세계 최초로 걷는 로봇 'WL-3'를 1968년 선보였다. 지속적인 개발을 거쳐 기본적인 보행 알고리즘을 갖춘 'WL-10', 두 팔과 두 다리가 달린 컴퓨터 제어 방식의 '와봇(WABOT)'도 등장했다.
 

아시모를 개발한 혼다가 처음으로 실험용 인간형 로봇 'E0'를 개발한 것은 1986년이다. 이후 혼다는 P 시리즈를 통해 아시모를 완성해 갔다. 'P4'의 경우 키 160㎝, 무게 80㎏으로 경량화에 성공했으며, 2000년 공식 발표한 '아시모 초기형'은 120㎝까지 작아졌다.

혼다 측은 "아시모의 키는 '인간과 함께 살아가는 로봇'이라는 콘셉트에 맞추기 위함"이라며 "전기 스위치의 높이는 보통 110㎝, 사무실 복사기는 96㎝, 탁자는 50㎝ 정도다. 대부분 인간 생활에 무리가 없으면서 사람에 위압감을 주지 않는 작고 귀여운 외모로 완성하기 위해 최적의 키를 고려한 것"이라고 밝힌 바 있다.

이후 아시모는 계속 발전했다. 2002년형은 사람의 모습을 알아보는 화상해석 기능을 탑재했고 2005년형은 당시 두 발로 방향을 바꿔가며 달릴 수 있는 당시 유일한 로봇이었다. 2007년형은 작업성이 크게 향상돼 배터리가 부족하면 스스로 걸어가 충전하거나 서빙하는 기능도 선보였다.

2011년에 공개된 '올 뉴 아시모'는 달리는 것뿐 아니라 한 발로 깽깽이 뜀을 뛰거나 공중에서 방향을 바꿔가며 움직이는 것도 가능했다. 몸무게도 48㎏ 정도로 한결 가벼워졌다.

일본의 또 다른 로봇 강자는 일본산업기술연구소(AIST)다. 아시모와 공동연구를 한 바 있는 AIST는 아시모의 프로토타입 중 하나인 'P3'를 자사의 산업용 로봇 '인간형 로봇개발 프로젝트(HRP)' 시리즈의 원형으로 삼았다.

'공장에서 사람과 함께 일할 수 있는 로봇'이란 목표로 개발된 HRP 시리즈는 힘이 세고 각종 공구를 조작하는 능력이 뛰어나다. 'HRP-4'에 이르러서는 운동 성능이 크게 향상됐고 여성형 로봇 'HRP-4c'는 무대 공연까지 가능할만큼 안정적인 춤솜씨를 선보여 눈길을 끌었다.

AIST의 기술 이전을 받아 설립한 로봇기업 '샤프트'는 HRP-2를 기본으로 재난, 재해 투입용으로 개발한 '에스원(S-ONE)'을 완성했다. 기본이 산업용 로봇인 만큼 강력한 힘과 운동 성능을 자랑하는 에스원은 2013년 열린 재난구조 로봇 경진대회 '다르파 로보틱스 챌린지(DRC)' 예선에서 우승을 차지하며 성능을 입증했다. 다만 이후 2015년 열린 최종대회에 출전하지 않았으며, 최종 우승은 KAIST의 휴보가 차지했다.

도요타 자동차도 독자적인 인간형 로봇 '파트너'를 개발하고 있다. 2000년부터 개발을 시작해 2005년 첫 선을 보인 파트너는 트럼펫과 바이올린을 직접 연주해 인기를 끌었다. 2009년에는 시속 7㎞로 달릴 수 있는 '파트너2'가 공개됐다.

최근에는 파트너 관련 기술을 한층 더 개발한 'T-HR3'를 선보였다. 헤드셋과 장갑을 착용한 사람이 의자에 앉아 먼 거리에서 로봇을 조종할 수 있는 '원격 조종' 기능을 2년 전 공개해 큰 화제를 모은 바 있다.

◆유압식 로봇 기술의 선두주자 미국

세계 최고 수준의 기계 기술력을 보유한 미국이지만 인간형 로봇 개발에서는 그동안 한 발 물러서 있었다. 하지만 십수년 전부터 미국도 군사·재난 구조 등에 활용 가능한 로봇 개발에 나서기 시작했다.
 

미국의 대표적 로봇 연구기업 '보스턴다이나믹스'는 일본과 달리 '유압식 액추에이터(구동장치)'를 이용한다는 점이 차이점이다. 유압을 만드는 펌프를 싣고 다녀야 하고 요란한 소리가 나는데다 전기모터 방식보다 제어하기도 까다롭다. 그러나 강한 힘을 낼 수 있어 제어에 성공하면 그만큼 활용도가 높다.

보스턴 다이나믹스의 로봇 중 가장 뛰어난 것으로 '아틀라스'가 꼽힌다. 공중 제비돌기(백플립)을 하는가 하면, 땅 위를 그리고, 가슴높이의 구조물을 뛰어 넘는 등 인간 못지 않은 운동능력을 자랑한다.

한국계 과학자인 데니스 홍 UCLA 교수(전 버지니아공대) 연구팀이 개발한 축구용 로봇 '찰리'는 미국 최초의 휴머노이드 로봇으로 잘 알려져 있다. 홍 교수팀은 이후 10여년간 로봇 연구에 매진해 선박에서 인명 구조와 화재 진압 임무를 수행하는 '사파이어'를 선보이기도 했다.

미국우주항공국(NASA)도 우주 탐사 프로젝트에 활용할 여러 인간형 로봇을 개발하고 있다. 6년전 사람과 같은 크기의 '발키리'를 개발한 NASA는 현재 여러 대학에 대여해 로봇 연구 활동을 지원 중이다. 

한양대 한재권 로봇공학과 교수는 "일본, 미국의 경우 축적된 기초기술에서 큰 차이가 난다"며 "한국 기술력도 성장하고 있지만 장기적 안목으로 로봇분야 연구개발에 투자해야 한다"고 말했다.