/한국산업기술진흥원 웨비나 캡처.

 

[소셜밸류=이호영 기자] 인공지능과 로봇 활용은 자폐증 호전뿐 아니라 로봇 수술, 치매 등 마이크로봇 활용 가능성까지 열어놓고 있다. 인공지능, 딥 러닝·머신 러닝을 통해 로봇이 스스로 수술하는 것도 불가능한 게 아니다. 신경과 근육 구분 등에 활용하면서 수술 정확도를 높일 것을 기대할 수 있다.

29일 한국산업기술진흥원 제7차 로봇·스마트 제조 관련 웨비나 ''로봇과 인공지능을 통한 헬스케어와 신경다양성(자폐증) 치료적 중재'에서 박정혁 박사(조지워싱턴대 바이오메디칼 공학과)는 "지금까지 결과로는 로봇을 이용해 자폐아 치료 시 충분히 유의미한 결과를 보일 수 있다"고 했다. 이어 "이는 일반인과 비슷한 학습 환경 구축이 가능하다고 말할 수 있다는 것"이라고 덧붙였다.

또 특허 출원 중인 결과로 "사용자 비디오 촬영으로 단순히 아이가 로봇과 노는 장면만 가지고도 아동이 자폐아인지 여부도 알 수 있다"고 했다.

박정혁 박사 자폐아와 로봇 실험에서 딥 러닝 처리 시 단순히 15분, 30분 정도 비디오 놀이 영상만으로도 70가지 요인을 분석, 90% 정확도로 자폐아를 가려낼 수 있다. 박정혁 박사는 의료계와 연합해 확장 연구도 충분히 가능하다고 보고 있다.

박정혁 박사는 조지워싱턴대에서 자폐증 등 소셜봇과 머신 러닝을 이용해 휴먼 인터액션을 연구하고 있다. 사람 감정 표현에서 로봇을 쓸 수 있는 부분을 생각하면서 이런 결과를 낸 것이다. 박정혁 박사는 "자폐아 치료 수단뿐 아니라 자폐아 상호작용, 교류 수단으로 동작하는 로봇을 활용해본 것"이라며 "친근히 접근하면서도 사람보다 덜 복잡하고 장난감보다는 똑똑하다. 소셜 스트레스를 많이 받는 자폐아 스트레스를 덜어줄 수 있는 부분"이라고 했다.

자폐아동들은 지저분한 것을 만지기 싫어하지만 로봇이 원할 땐 기꺼이 손을 집어넣어 원하는 것을 찾아주고 누가 시키지 않아도 앞구르기하는 로봇을 따라 실험실 바닥을 구르기도 했다.

통상 일반 아동은 로봇과 상호작용하면 로봇과 같이 감정이 변하면서 장난도 치는데 자폐아동은 반응하는 것 자체를 싫어하거나 예측이 어렵다. 박정혁 박사는 "자폐증은 유전 요인뿐 아니라 복합적인 증상으로 미국 등지에서는 신경다양성 측면에서 접근하고 있다"며 "교류나 상호작용 등이 부족한 상태여서 치료 중 중요한 것 중 하나가 어떻게 상호작용하는지인데 로봇과 사회성을 경험하고 치료에 들어가면 치료 효과를 높일 것을 기대할 수 있다"고 봤다.

이제는 로봇이 딥 러닝으로 춤 등을 배워 자폐아에게 사회적 기술을 단순히 전달하는 게 아니라 가르치기도 하면서 상호작용을 최대화할 수 있을지 실험하고 있다.

원래 박정혁 박사는 시각장애인 막대기 대신 보조 로봇을 활용하는 등 기술적 이익을 누리는 데 초점을 둬왔다. 무엇보다 기회 확대가 중심이다. 이들의 가능성과 능력을 확대하고 강화하도록 로봇 활용을 연구해왔다. 박물관, 옷가게 등 직접 가서 만질 수 없으니 로봇이 대신 가서 원격으로 현장감을 재현해주는 식이다. 이때 얻은 인사이트는 로봇 시스템 구성에서 사용자 중심이 돼야 한다는 것이었다. 박정혁 박사는 "시각 기능이 없으니 청각, 촉각을 적용했는데 청각을 좋아하지만 촉각은 안 좋아하고 그 반대도 있었다"며 "나중에 연구 시스템을 적용할 때 알았다"고 했다.

헬스케어 분야에서 로봇은 성형이나 장기 수술 등에서 근육과 신경을 구분, 수술 정확성을 높이는 데에도 활용할 수 있을 것으로 보고 있다. 로봇 수술 단계도 실제 수술 환경이 아니더라도 인공지능 등을 통해 로봇을 활용하는 방안을 다양하게 연구하고 있다. 박정혁 박사는 "의료 환경에서 로봇은 현재로서는 다빈치 수술 특화 로봇뿐이지만 의료에 다양하게 사용할 수 있을 것으로 보고 있다"고 했다. 일례로 단순히 고가격대 효율적인 의대생 실험 도구를 대체, 제공할 수도 있다. 초음파 진단할 시간이 부족하다면 로봇 촉각 센서, 머신 러닝 등으로 초음파 퀄리티 측정 등을 도울 수도 있을 것이라고 보고 연구 중이다.

딥 러닝 영상 인식 등으로 로봇이 수술 장면을 보고 각 단계 인식 가능성(다음 단계 수술 예측 등)과 해당 단계 수술에서 어떤 도움을 줄 수 있을지 등도 연구 영역이다.

마이크로봇 원격 조정 등도 연구 분야다. 목적지(타깃) 도달뿐 아니라 장애물(오브젝트)을 피해 약을 나른다거나(드러그 딜리버리) 세포 치료 적용에서 기술 문제 제어 등과 관련해서다. 일환으로 알츠하이머 질병 영상을 인공지능으로 설명할 수 있는 방법도 들여다보고 있다.

한편 이날 '스마트 제조의 메카트로닉스 기술' 웨비나를 통해 이지현 박사(캘거리대학교 기계제조공학과)는 스마트 제조에서 로봇 적용 강점과 한계, 보완 방법 등에 대해서도 짚었다. 무엇보다 공장 자동화 과정에서 기계(최대 5축) 대비 로봇 강점은 다관절(기본 6축부터), 이에 따른 높은 유연성과 넓은 작업 동선 등을 꼽을 수 있다. 최종 공정도 좋다. 무엇보다 기계(10억원 이상)보다 가격(7000만원~)이 저렴하다. 다만 강성이 약해 작업 시 힘을 받으면 뒤틀리거나 밀리는 등 약점을 보완 연구하고 있다. 케이블 적용이 일례다.

한국산업기술진흥원은 연말까지 월 2회 신산업 신기술 세미나를 진행하고 기술 선진국 미국·유럽·아시아 내 535명의 재외 한인 공학자들로 구성된 글로벌 기술협력지원단(K-TAG) 글로벌 최신 기술 동향을 공유한다. K-TAG는 중소기업 해외 파트너 발굴과 국제 공동 연구 개발을 지원하고 있다.

 

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