[창간 5주년 특집] 강경태·고민삼 한양대에리카 교수 “로봇, 단순 명령 수행 넘어 ‘인지적 협력자’로”

 “휴머노이드 로봇이 인공지능(AI) 기술의 융합으로 단순화된 자동화 넘어 산업 지능화의 핵심 수단이 될 것입니다.”

한양대 ERICA 인공지능융합혁신대학원 단장과 부단장으로 인공지능융합연구소를 이끌고 있는 강경태, 고민삼 교수의 말이다. 이들은 “단순 반복 작업을 넘어 사람과 협업하는 유연한 로봇에 대한 요구가 급증하고 있다”며 “향후 5년간 휴머노이드 로봇은 단순 명령 수행을 넘어 사회적 맥락을 이해하고 감정을 표현하며 자율적으로 협업하는 ‘인지적 협력자’로 진화할 것”고 전망했다.

한양대 에리카(ERICA) AI융합혁신대학원은 캠퍼스 내 기업이 들어온 ‘캠퍼스혁신파크’를 기반으로 휴머노이드 로봇 연구를 활발히 진행 중이다. 강 교수는 “스마트 제조라인 구축, 감성 대화 로봇 개발, 인간 모션 모사 기술 등 다양한 산학협력 프로젝트를 통해 시제품을 공동 개발하고 있다”며 “대학원생들이 직접 실증 연구에 참여하고 있다”고 설명했다.

지난해 4월 인공지능융합연구소가 설립되면서 로봇, 바이오·의료, 제조, 인간-컴퓨터 상호작용(HCI) 분야 등 융합연구를 기업들과 산학협력으로 아우르는 융합연구도 활발히 진행하고 있다. 휴머노이드 로봇은 제조 현장에서도 점차 존재감을 넓혀가고 있다. 이들은 “협소하거나 복잡한 작업 환경에서 사람과 함께 섬세한 부품 조립이나 물류 이송을 수행할 수 있다”며 “인공지능융합연구소에서 기업들과 다양한 휴머노이드 로봇, 협동 로봇을 개발하고 있다”고 말했다.

로봇과 인간 협업을 위해서는 안전, 인지, 소통, 제어 기술이 필수이다. 음성인식, 제스처 인식 등 자연스러운 소통 기능도 중요하다. 강 교수는 “이를 위해 멀티모달 인식·이해 능력, 상황 적응형 의사결정, 실시간 경량화된 AI 모델, 안전·신뢰 기반 제어 기술이 핵심 연구 분야가 될 것”이라고 덧붙였다.

안산사이언스밸리 강소특구 지정 이후 산학협력과 스마트 제조 기술 도입도 가속화되고 있다. 고민삼 교수는 “AI 기반 제조 공정 최적화, 디지털 트윈 기술 적용 등을 통해 지역 기업과 함께 실제 현장 중심의 혁신을 이루고 있다”며 “고 “고령화에 따른 노동력 감소 등 현재 산업 현장이 직면한 구조적 문제를 해결할 수 있는 핵심 수단”이라고 말했다. 한양대 ERICA AI융합혁신대학원 강경태 교수와 고민삼 교수와 자세한 이야기를 나눠봤다.

- AI 협동로봇 기술 개발이 중요한 이유는 무엇인가.

“AI 협동로봇 기술개발은 제조업의 디지털 전환과 스마트화, 고령화에 따른 노동력 감소 등 현재 산업 현장이 직면한 구조적 문제를 해결할 수 있는 핵심 수단이다. 작업 환경에 따라 스스로 판단하고 대응할 수 있는 지능형 협동로봇은 사람과 함께 안전하게 작업하면서도 높은 생산성과 유연성을 동시에 확보할 수 있다. 이는 단순한 자동화를 넘어 고도화된 산업 지능화를 가능하게 한다. 중소기업을 포함한 다양한 산업 분야에 광범위하게 적용될 전망이다. 또 한 타 분야와의 융합 연구를 촉진하고 기술 생태계 경쟁력 제고에도 중요한 역할을 할 수 있어 국가적 차원의 전략기술로서 가치가 크다.”

- 휴머노이드 로봇이 갖춰야 할 필수 조건은 무엇인가.

“휴머노이드 로봇은 인간과 자연스럽게 상호작용하고 자율적으로 기능을 수행하기 위한 종합적 능력이 필요하다. 인간과 유사한 외형과 이족 보행 구조, 정밀한 관절 제어 기술이 필수이다. 시각·청각·촉각 센서를 기반으로 한 고도 감지 및 인지 능력이 필요하다. 환경과 상황을 이해하고 자율적으로 판단하는 AI 기반 의사결정 능력, 인간의 감정과 사회적 규범을 반영한 상호작용 능력도 중요하다. 사람과 근접한 상호작용을 전제로 한 높은 수준의 안전성과 신뢰성 확보도 필요하다. 휴머노이드 로봇은 단순한 기계가 아니라 인간과 공존할 수 있는 지능적 존재로 진화해야 한다. 기술과 윤리를 아우르는 총체적 역량이 필수 요건이다.”

- 한양대 ERICA AI융합혁신대학원은 ‘캠퍼스혁신파크’를 기반으로 진행하고 있는 산학협력 연구는 무엇이 있는가.

“한양대 ERICA AI융합혁신대학원은 다양한 AI 및 로봇 분야 산학협력 프로젝트를 활발히 추진하고 있다. 휴머노이드 로봇 분야에서는 인간-로봇 상호작용(HRI), 자율 동작 제어, AI 기반 인지 및 학습 기술을 중심으로 한 기업 협력 연구가 이루어지고 있다. 스마트 제조라인 구축, 감성 대화 기능 고도화, 인간 모션 모사 제어 알고리즘 개발 등이 주요 과제이다. 캠퍼스혁신파크 입주기업과의 공동 시제품 개발과 대학원생이 참여하는 실무 중심의 프로젝트를 통해 기술 실증을 진행하고 있다. 기술 이전을 넘어 지역 기반의 로봇 산업 생태계 조성과 인재 양성이라는 측면에서 중요한 역할을 하고 있다.”

- 휴머노이드 로봇이 제조 분야 어떻게 활용되고 있나.

“휴머노이드 로봇은 인간과 유사한 외형과 동작 능력을 활용해 기존 자동화 시스템이 어려움을 겪는 작업 환경에서 활용되고 있다. 협소하거나 복잡한 공간에서 조립, 검사, 물류 이송 등 다양한 작업을 수행할 수 있다. 사람과 협업이 필요한 작업장에서 유연하게 대응할 수 있어 스마트 팩토리 전환의 핵심 기술로 주목받고 있다. 섬세한 부품 조립, 공동 작업공정 수행, 생산 설비 점검 및 유지보수 등 다양한 분야에서 활용도가 높아지고 있다.”

- 제조 AI 분야 어떤 휴머노이드 연구들이 진행되고 있나.

“국내에서도 다양한 연구가 진행 중이다. 한국생산기술연구원, 한국전자통신연구원(ETRI), KAIST, 포항공대, 한양대 등은 6축 이상 관절 제어, 인간 모션 모사, 시각·청각 인식 기반 자율 제어 기술 등을 개발하고 있다. LG전자는 제조 공정 투입을 목표로 자율형 휴머노이드 로봇을 실증하고 있다. 산업통상자원부와 과학기술정보통신부 국책과제를 통해 제조용 휴머노이드 로봇 플랫폼 개발과 인간-로봇 협업 환경 내 안전성 확보 기술 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 사람 중심 미래형 제조 생태계 구축에 중요한 발판이 되고 있다.”

- 지난해 한양대에리카대에 인공지능융합연구소가 설립됐다. 어떤 연구를 진행하나.

“한양대 ERICA 인공지능융합연구소는 ‘캠퍼스혁신파크’와 연계해 산학협력 기반 AI 융합연구와 인재양성에 집중하고 있다. 고성능 시스템 분야에서는 웨어러블 기기, 재활로봇, 질환 예측 등 헬스케어 솔루션 개발에 주력하고 있다. AI 소프트웨어 분야에서는 딥러닝 기반 의료정보 비식별화, 스마트팜, 자연어 처리 기술 연구가 진행되고 있다. HCI 분야에서는 게임 과몰입 판별, 화재감지 UI/UX 시스템, 지능형 알람 애플리케이션을 개발하고 있으며, 바이오·메디컬 분야에서는 ADHD 판별, 3D 환자세포 배양, 유전체 기반 질병 예측 연구가 활발하다. 로봇 분야에서는 협동로봇, 감시로봇, 빈피킹 시스템 개발에 주력하고 있고, 약학 분야에서는 AI 기반 신약 개발과 약물 이상반응 예측 기술 연구가 진행 중이다.”

- 대표적인 연구를 소개한다면.

“박태준 교수가 다품종 맞춤형 생산에 적합한 강화학습 기반 협동 로봇 빈피킹 시스템을 개발하고 있다. 이 연구는 저가형 RGB-D 카메라로 다양한 부품을 인식하고 파지할 수 있는 기술을 시뮬레이터 기반으로 구현하는 것을 목표로 한다. 해당 기술은 실제 산업현장 자동화에 적용될 수 있다.”

- 제조 분야 로봇에 대한 산업체의 활용 정도 어떠한가.

“제조 분야에서 로봇 활용은 고속·정밀 작업이 요구되는 대량 생산 공정을 중심으로 이미 광범위하게 이루어지고 있다. 산업체는 반복적이고 위험한 작업을 대체할 수 있는 로봇에 높은 관심을 보이고 있다. 최근에는 유연성과 협업 능력을 갖춘 로봇에 대한 수요가 급증하고 있다. 기존 산업용 로봇은 주로 고정된 라인에서 단순 동작을 수행했지만 이제는 사람과 함께 작업할 수 있는 협동로봇이나 작업 환경 변화에 따라 스스로 대응하는 지능형 로봇이 요구되고 있다. 중소 제조업체는 인력 부족 문제 해결과 생산성 향상을 위해 저비용·고효율의 로봇 솔루션의 필요성을 느끼고 있다. 사용 편의성도 중요한 요소로 떠오르고 있어 산업체에서 설치와 운용이 간편하고 다양한 공정에 쉽게 적용할 수 있는 모듈형 또는 다기능 로봇이 각광 받고 있다. 현장의 요구를 반영한 기술 개발과 사용자 맞춤형 로봇 플랫폼 제공이 향후 핵심 경쟁력이 될 전망이다.”

- 안산사이언스 밸리가 강소연구개발특구로 선정되면서 스마트 제조 분야 AI 기술 도입되고 있다고 들었다. 어떤 기업에 어떤 기술들이 도입되고 있나.

“안산사이언스밸리에는 한양대 ERICA를 비롯해 한국생산기술연구원, 한국산업기술시험원, 한국전기연구원 등 우수 산학연 기관과 경기테크노파크, 그리고 200여 개의 중소벤처기업이 집적된 혁신 클러스터로 자리매김하고 있다. 석·박사급 인력을 포함해 총 4000여 명의 우수 인력이 활동하고 있다. 미국 반도체 솔루션 기업인 인테그리스가 안산시에 설립한 코리아 테크놀로지센터(KTC)가 한양대 ERICA 캠퍼스 혁신파크 내 연면적 약 1만2,000㎡, 6층 규모로 건립된다. 내년 말 완공을 목표로 한 이 센터는 미국 인테그리스의 글로벌 연구개발 역량을 토대로 반도체 제조 공정 분야에서 박막증착, 연마 등 첨단 분석 및 응용 기술을 개발하고 있다. 또 AI 기반의 분석과 공정 모니터링 시스템, 디지털 전환(DX)을 지원하는 플랫폼도 구축하고 있다. LG이노텍은 고감도 IoT 센서와 AI 알고리즘을 적용한 첨단 로봇 공정 시스템을 운영하며 생산 자동화와 품질 관리 체계를 강화하고 있다.”

- 기업들과 협력하고 있는 연구는 무엇인가.

“한양대 ERICA와 관련 연구기관들은 AI 및 빅데이터를 활용한 제조 공정 최적화, 디지털 트윈, 가상·증강현실 기술을 도입하여 제조 환경의 디지털 전환을 추진하고 있다. 인테그리스, LG이노텍 등과의 협력을 통해 공정 시뮬레이션, 실시간 데이터 분석, 문제 예측 기반 대응 체계를 마련하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이를 통해 제조업의 스마트화와 생산성 향상이 가속화될 전망이다.”

- 지역과 연계해 AI 기술 연구를 하고 있다고 들었다. 현재 진행되고 있는 협력과 연구 중 로봇 AI 분야는.

“경기테크노파크는 지역 내 중소벤처기업과 스타트업이 AI와 첨단 로봇 기술을 융합한 스마트 제조 시스템을 사업화할 수 있도록 AI-King System을 운영하고 있다. 12개 핵심 기관이 공동으로 참여해 킹핀 기업을 육성하고 있다. 기술 상용화와 글로벌 진출을 지원하는 체계가 구축돼 있다. 지역 내 로봇 AI 연구와 스마트 제조 혁신이 더욱 활발해질 것 같다.”

- 로봇과 인간이 협동하려면 어떤 핵심 기술이 필요한가.

“로봇과 인간 협업을 위해서는 안전, 인지, 소통, 제어 기술이 필수이다. 먼저 힘·토크 센서 기반 충돌 감지와 회피 기능으로 물리적 안전을 확보하고 작업자의 위치·동작을 인식하는 머신비전 및 모션 캡처 기술이 필요하다. 음성인식, 제스처 인식 등 자연스러운 소통 기능도 중요하다. 로봇은 사람의 작업 속도에 맞춰 정밀한 위치 및 경로를 제어해야 한다. 강화학습 기반 작업 패턴 학습하고 유연하게 대응하는 능력이 요구된다. 이러한 기술이 결합해야 진정한 인간-로봇 협업이 실현된다.”

- 휴머노이드 로봇 국내외 사례는.

“휴머노이드 로봇은 국내외에서 빠르게 발전하고 있다. 일부 영역에서는 실용화 단계에 진입하고 있다. 미국 보스톤다이나믹스의 아틀라스 휴머노이드 로봇은 고난도 점프와 역동적 2족 보행을 선보였다. 테슬라도 ‘옵티머스’를 통해 가사 보조용 로봇 상용화를 추진하고 있다. 일본 혼다는 ‘아시모’ 휴머노이드 로봇을 개발해 인간형 외형과 2족 보행을 구현하고 감정 표현과 간단한 소통 능력까지 확장했다.

국내에서는 한국전자통신연구원(ETRI), 한양대, KAIST가 인간-로봇 협동 및 자연어 기반 지능형 제어 연구를 통해 인간 친화형 휴머노이드 개발을 진행 중이다. 한화와 현대차그룹은 제조·물류용 로봇에 인간형 인터페이스 탑재를 시도하고 있다. 로보티즈 같은 전문기업은 보행, 균형 제어 등 필수 기초 기술을 내재화하고 있다.”

- 휴머노이드 로봇이 현재 어느 수준까지 발전했나.

“현재 휴머노이드 로봇은 기본적인 보행, 시각 및 음성 인식 기반 상호작용, 산업 보조 작업은 가능하지만 인간 수준의 자율성, 정서적 소통, 고차원 인지 능력은 여전히 발전이 필요한 단계에 있다. 고정된 작업에서 유연한 작업으로 활용도가 확장되는 중이다.”

- 재활 로봇 분야에서 환자 맞춤형 AI 로봇 기술이 어떻게 활용되고 있나.

“재활 로봇 분야에서는 환자의 신체 상태와 회복 단계에 맞춘 맞춤형 AI 기술이 활발히 적용되고 있다. 보행 재활 로봇, 상지 재활 로봇, 정형외과 재활 시스템 등에 활용되며 AI가 환자의 움직임 데이터를 실시간 분석해 운동 강도와 패턴을 자동 조절하고 있다. 머신러닝 기반 알고리즘을 통해 회복 속도와 피로도에 따른 운동 처방 조정이 가능해졌다. 치료사 없이 반복 훈련이 가능한 시스템도 개발되고 있다. 일부 병원과 재활센터에서는 가상현실(VR)과 연동한 몰입형 재활 훈련과 원격 홈 재활 서비스도 제공되고 있다. 국내에서는 국립재활원, 한양대, 로봇 전문기업들이 협력해 AI 기반 지능형 재활 로봇을 연구·상용화를 추진하고 있다.”

- 향후 1~2년 이내에 휴머노이드 로봇 분야는 어떤 방향으로 발전할 것으로 보나.

“향후 1~2년 내 재활 로봇 등 AI 의료 기술은 단순 보조를 넘어 ‘인지적 동반자’로 진화할 전망이다. 환자의 움직임 패턴 분석을 넘어 심리 상태와 감정까지 AI가 분석해 동기 부여와 정서적 피드백을 제공하는 방향으로 발전할 것으로 보인다. 환자의 표정, 음성, 생체 신호를 통합 분석해 우울감이나 피로도를 감지하고 운동 강도를 조절하거나 격려하는 시스템이 등장할 전망이다. 멀티모달 센싱과 대화형 인터페이스 기술이 접목돼 인간과 로봇 간의 자연스러운 상호작용도 강화될 것이다. 재활 기록의 클라우드 통합 및 의료진과의 실시간 데이터 공유 플랫폼도 본격적으로 확산할 것으로 보인다.”

- 향후 5년간 휴머노이드 로봇이 AI로 인해 어떻게 진화할 것으로 전망하나.

“향후 5년간 휴머노이드 로봇은 AI 기술의 급속한 발전과 결합해 더 사람답게 사고하고 행동하는 존재로 진화할 전망이다. 멀티모달 인식·이해 능력, 상황 적응형 의사결정, 감정 표현 및 공감 기술이 핵심 기술로 자리 잡을 것으로 예산된다. 단순 명령 수행을 넘어 사회적 맥락을 이해하고 자율적으로 협업하거나 도울 수 있는 ‘인지적 협력자’로 발전할 것 같다.”

- 향후 전망에 맞춰 특별히 주목한 연구 주제가 있다면.

“현재 휴머노이드의 인간 동작 모사 정확도 향상, 비언어적 소통 능력 강화, 실시간 상황 판단을 위한 경량화된 AI 모델에 주목하고 있다. 아울러 산업현장 및 일상공간에서 사람과 자연스럽게 상호작용을 할 수 있는 안전·신뢰 기반 제어 기술에도 집중하고 있다.”

- 강조하고 싶은 말은.

“AI와 로봇의 융합은 단지 기술의 진보를 넘어서 인간의 삶을 더 풍요롭고 존엄하게 만드는 도구가 되어야 한다고 믿고 있다. 기술은 인간을 위한 것이어야 한다는 믿음 아래 사람 중심 로봇 개발을 이어가고 있다. ‘미래는 우리가 오늘 무엇을 하는가에 달려 있다’는 간디의 말처럼 지금 작은 연구와 협력이 미래를 바꿀 열쇠가 될 것이다.”