로봇, 사람을 알아보다
[쇼핑저널 버즈] 오래 전부터 인류는 사람을 닮고 사람처럼 행동하는 장치를 만들고 싶어 했다. 중세 시대에는 건물의 문을 열거나 악기를 연주하는 자동인형을 만들었고 20세기에는 각종 박람회와 전시회의 전시용 자동인형을 만들었으며 이것은 넓은 의미에서의 로봇이라 정의할 수 있다.
과거의 로봇은 인간의 행동을 따라하는 것에 초점을 맞추었다. 앞서 언급한 로봇들처럼 사람의 모습을 흉내 내는 것이 로봇의 목적이었다. 현대에 들어서 기술이 발달함에 따라 로봇은 사람이 하기 힘들거나 반복적으로 수행해야 하는 일을 대신 수행하는 ‘노동자’의 역할을 해주었으며 산업용 로봇이 그 대표적인 예이다.
이런 로봇들은 공장에서 기계를 조립하거나 다듬는 일 같은 단순한 작업을 반복적으로 수행하는 역할을 해주었다. 하지만 이런 산업용 로봇은 사람이 원하는 사람과 닮은 로봇이 아니라 지능이 없는 단순한 기계에 불과하다. 즉 오래 전부터 사람들이 만들고 싶어 하던 로봇은 사람과 같은 지능을 가지고 사람과 같이 행동하는 지능형 로봇이었다.
지능형 로봇 분야의 발전은 인공지능의 역사와 그 맥을 같이한다. 다양한 분야의 많은 연구자들은 기계가 주어진 문제를 스스로 해결하는 것에 많은 관심을 가졌다. 이는 1950년대 컴퓨터의 등장과 함께 복잡한 일련의 과정을 프로그램으로 나타내는 것이 가능해짐으로써 많은 발전을 하게 된다.
특히 패턴 인식, 컴퓨터 비전은 기계의 시각 정보 처리를 자동화하는 것에 초점을 두었으며 이는 지능형 로봇의 휴먼 센싱 분야에 많은 기여를 하게 되었다. 휴먼 센싱 분야 중에서도 특히 얼굴 인식 및 의도 인식 기술은 사람과 로봇이 똑같은 영상 정보를 가지고 서로를 알아보는 자연스러운 인터페이스를 개발하는 것을 목표로 하고 있다.
얼굴 인식 및 의도 인식 기술은 사람이 어디 있는지 알아내는 것부터 시작한다. 현재 시판되고 있는 휴대폰, 디지털 카메라 등이 얼굴 검출 기술의 좋은 예이다. 이런 기술을 활용하면 공연장, 박물관, 전시관 등에서 안내 도우미 역할을 하는 로봇으로 활용할 수 있다. 또한 외부 침입자를 탐지하는 보안 시설의 경비 로봇으로도 활용이 가능하다.
사람을 검출하는 기술이 사람을 찾는 것을 목표로 한다면 얼굴 인식 기술은 찾아낸 사람이 누구인지를 판별하는 것을 목표로 하는 기술이다. 얼굴 인식 기술은 데이터 획득을 위해 특정 장치나 환경이 필요하지 않으며 사용자의 접촉 또는 특정한 동작을 요구하지 않는다. 즉 지문이나 홍채와 같이 거부감이 들지 않으며 사람간의 소통처럼 매우 자연스럽게 사용될 수 있다.
이러한 특성 때문에 지능형 로봇 분야에서는 얼굴 인식 기술이 매우 중요시된다. 얼굴은 각 사람마다 고유의 특징이 있다. 얼굴 인식 분야에서는 이러한 특징을 추출하고 분석하여 각각의 사람을 구분해낸다. 여기서 추출하는 정보는 그 사람이 누구인지를 비롯하여 나이, 성별, 얼굴 표정까지 포함할 수 있다.
앞서 이야기기한 경비 로봇에 얼굴 인식 기술을 적용하면 검출된 사람이 내부의 등록된 사람인지 외부 침입자인지를 구분해낼 수 있다. 박물관 안내 로봇에서는 방문객의 연령대를 인식하여 학생들이 방문했을 경우 혹은 노인이 방문 했을 경우에 각기 선호하는 정보를 제공할 수 있으며 전시회나 박람회 등에서 사용되는 로봇에는 방문객의 성별을 구분하여 남녀가 선호하는 정보를 우선적으로 제공할 수 있을 것이다.
가정에서 사용할 애완용 로봇은 주인의 얼굴 표정을 인식하여 주인의 기분이 나쁘면 기분이 좋아지도록 장난을 친다거나 기분이 좋아질 때까지 가만히 기다리는 등의 행동을 취할 수 있다. 물론 이런 행동은 주인의 과거 행동 패턴을 분석하여 애완용 로봇이 인지하고 있다면 더 자연스러운 행동이 가능하다. 과거에 주인이 기분이 나쁠 때 로봇이 귀찮게 하는 것을 싫어했다면 그 행동들을 기억했다가 로봇이 가만히 기다리는 등의 상황에 맞는 행동을 할 수 있다.
또한 로봇은 사람을 인식하는 것뿐만 아니라 사람의 의도 및 행동을 인식할 수 있다. 닌텐도에서 개발한 위(Wii)가 행동 인식 장치의 좋은 예이다. 사람이 위모트(위의 컨트롤러)를 가지고 일련의 동작을 취하면 위는 그 움직임을 통해 어떤 동작을 하는 것인지를 인식한다.
여기서 보다 자연스럽게 동작을 인식하려면 위모트같은 부가적인 장치를 사용하지 않고 손, 팔, 다리 등의 움직임을 카메라를 이용하여 영상 정보로 받아 들여 사람의 동작을 인식하고 사람의 의도를 파악할 수 있다.
손짓을 이용하여 멀리 있는 로봇을 부르거나 사람의 행동을 분석하여 위급한 상황(예를 들어 집안에서 노인이나 거동이 불편한 사람이 쓰러지는 경우)이라고 판단되면 가족 및 병원에 연락을 취할 수 있다. 주인이 저녁에 쉽게 잠들지 못하고 뒤척이고 있으면 로봇이 이런 상황을 인지하고 집안의 조명, 커튼, 음향 등을 조절하여 쉽게 잠들 수 있도록 도와줄 수 있다.
이런 다양한 예시들은 현재 상용화된 것도 있으며 몇 년 안에 실현 가능한 기술들도 있다. 컴퓨터, 로보틱스, 전자, 기계 등의 기술의 발달은 우리가 시각 정보를 받아들여 할 수 있는 모든 활동을 로봇이 가능토록 하고 있다.
물론 지금까지 얘기한 얼굴 인식 및 의도 인식 기술은 로봇에 대해서 국한된 이야기는 아니며 그 활용 분야는 매우 넓다. 얼굴 기술은 최근 디지털 카메라, 모바일 기기 등에서 얼굴 검출, 표정 인식 등이 필수적인 기능으로 인식될 정도로 중요성이 부각되고 있으며 출입 통제 시스템, 비디오 감시 시스템, 비자, 여권, 주민등록증의 위변조 판단, 용의자, 영상 검색, 아바타 표현 등 다양한 시스템에서 다양한 목적으로 광범위하게 활용되고 있다.
사람의 동작을 인식하는 휴대폰, 게임기 등은 이미 상용화되어 판매되고 있다. 또한 비전 기술이 갖는 편의성 때문에 이에 대한 수요는 앞으로 더욱 커질 전망이다. 따라서 얼굴 인식 및 의도 인식 기술의 난제를 극복할 수 있는 새로운 인식 기술에 대한 연구는 지금도 다양한 분야의 많은 연구자들에 의해 진행되고 있으며 머지않은 미래에는 우리가 만화나 영화에서 상상하던 일들이 실제로 일어나게 될 것이다.
글 / 포항공과대학교 김대진 교수
월간로봇(www.jejisa.kr)
옥토끼우주센터 홈페이지 : http://www.oktokki.com
[쇼핑저널 버즈] 오래 전부터 인류는 사람을 닮고 사람처럼 행동하는 장치를 만들고 싶어 했다. 중세 시대에는 건물의 문을 열거나 악기를 연주하는 자동인형을 만들었고 20세기에는 각종 박람회와 전시회의 전시용 자동인형을 만들었으며 이것은 넓은 의미에서의 로봇이라 정의할 수 있다.
과거의 로봇은 인간의 행동을 따라하는 것에 초점을 맞추었다. 앞서 언급한 로봇들처럼 사람의 모습을 흉내 내는 것이 로봇의 목적이었다. 현대에 들어서 기술이 발달함에 따라 로봇은 사람이 하기 힘들거나 반복적으로 수행해야 하는 일을 대신 수행하는 ‘노동자’의 역할을 해주었으며 산업용 로봇이 그 대표적인 예이다.
이런 로봇들은 공장에서 기계를 조립하거나 다듬는 일 같은 단순한 작업을 반복적으로 수행하는 역할을 해주었다. 하지만 이런 산업용 로봇은 사람이 원하는 사람과 닮은 로봇이 아니라 지능이 없는 단순한 기계에 불과하다. 즉 오래 전부터 사람들이 만들고 싶어 하던 로봇은 사람과 같은 지능을 가지고 사람과 같이 행동하는 지능형 로봇이었다.
지능형 로봇 분야의 발전은 인공지능의 역사와 그 맥을 같이한다. 다양한 분야의 많은 연구자들은 기계가 주어진 문제를 스스로 해결하는 것에 많은 관심을 가졌다. 이는 1950년대 컴퓨터의 등장과 함께 복잡한 일련의 과정을 프로그램으로 나타내는 것이 가능해짐으로써 많은 발전을 하게 된다.
특히 패턴 인식, 컴퓨터 비전은 기계의 시각 정보 처리를 자동화하는 것에 초점을 두었으며 이는 지능형 로봇의 휴먼 센싱 분야에 많은 기여를 하게 되었다. 휴먼 센싱 분야 중에서도 특히 얼굴 인식 및 의도 인식 기술은 사람과 로봇이 똑같은 영상 정보를 가지고 서로를 알아보는 자연스러운 인터페이스를 개발하는 것을 목표로 하고 있다.
얼굴 인식 및 의도 인식 기술은 사람이 어디 있는지 알아내는 것부터 시작한다. 현재 시판되고 있는 휴대폰, 디지털 카메라 등이 얼굴 검출 기술의 좋은 예이다. 이런 기술을 활용하면 공연장, 박물관, 전시관 등에서 안내 도우미 역할을 하는 로봇으로 활용할 수 있다. 또한 외부 침입자를 탐지하는 보안 시설의 경비 로봇으로도 활용이 가능하다.
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사람을 검출하는 기술이 사람을 찾는 것을 목표로 한다면 얼굴 인식 기술은 찾아낸 사람이 누구인지를 판별하는 것을 목표로 하는 기술이다. 얼굴 인식 기술은 데이터 획득을 위해 특정 장치나 환경이 필요하지 않으며 사용자의 접촉 또는 특정한 동작을 요구하지 않는다. 즉 지문이나 홍채와 같이 거부감이 들지 않으며 사람간의 소통처럼 매우 자연스럽게 사용될 수 있다.
이러한 특성 때문에 지능형 로봇 분야에서는 얼굴 인식 기술이 매우 중요시된다. 얼굴은 각 사람마다 고유의 특징이 있다. 얼굴 인식 분야에서는 이러한 특징을 추출하고 분석하여 각각의 사람을 구분해낸다. 여기서 추출하는 정보는 그 사람이 누구인지를 비롯하여 나이, 성별, 얼굴 표정까지 포함할 수 있다.
앞서 이야기기한 경비 로봇에 얼굴 인식 기술을 적용하면 검출된 사람이 내부의 등록된 사람인지 외부 침입자인지를 구분해낼 수 있다. 박물관 안내 로봇에서는 방문객의 연령대를 인식하여 학생들이 방문했을 경우 혹은 노인이 방문 했을 경우에 각기 선호하는 정보를 제공할 수 있으며 전시회나 박람회 등에서 사용되는 로봇에는 방문객의 성별을 구분하여 남녀가 선호하는 정보를 우선적으로 제공할 수 있을 것이다.
가정에서 사용할 애완용 로봇은 주인의 얼굴 표정을 인식하여 주인의 기분이 나쁘면 기분이 좋아지도록 장난을 친다거나 기분이 좋아질 때까지 가만히 기다리는 등의 행동을 취할 수 있다. 물론 이런 행동은 주인의 과거 행동 패턴을 분석하여 애완용 로봇이 인지하고 있다면 더 자연스러운 행동이 가능하다. 과거에 주인이 기분이 나쁠 때 로봇이 귀찮게 하는 것을 싫어했다면 그 행동들을 기억했다가 로봇이 가만히 기다리는 등의 상황에 맞는 행동을 할 수 있다.
또한 로봇은 사람을 인식하는 것뿐만 아니라 사람의 의도 및 행동을 인식할 수 있다. 닌텐도에서 개발한 위(Wii)가 행동 인식 장치의 좋은 예이다. 사람이 위모트(위의 컨트롤러)를 가지고 일련의 동작을 취하면 위는 그 움직임을 통해 어떤 동작을 하는 것인지를 인식한다.
여기서 보다 자연스럽게 동작을 인식하려면 위모트같은 부가적인 장치를 사용하지 않고 손, 팔, 다리 등의 움직임을 카메라를 이용하여 영상 정보로 받아 들여 사람의 동작을 인식하고 사람의 의도를 파악할 수 있다.
손짓을 이용하여 멀리 있는 로봇을 부르거나 사람의 행동을 분석하여 위급한 상황(예를 들어 집안에서 노인이나 거동이 불편한 사람이 쓰러지는 경우)이라고 판단되면 가족 및 병원에 연락을 취할 수 있다. 주인이 저녁에 쉽게 잠들지 못하고 뒤척이고 있으면 로봇이 이런 상황을 인지하고 집안의 조명, 커튼, 음향 등을 조절하여 쉽게 잠들 수 있도록 도와줄 수 있다.
이런 다양한 예시들은 현재 상용화된 것도 있으며 몇 년 안에 실현 가능한 기술들도 있다. 컴퓨터, 로보틱스, 전자, 기계 등의 기술의 발달은 우리가 시각 정보를 받아들여 할 수 있는 모든 활동을 로봇이 가능토록 하고 있다.
물론 지금까지 얘기한 얼굴 인식 및 의도 인식 기술은 로봇에 대해서 국한된 이야기는 아니며 그 활용 분야는 매우 넓다. 얼굴 기술은 최근 디지털 카메라, 모바일 기기 등에서 얼굴 검출, 표정 인식 등이 필수적인 기능으로 인식될 정도로 중요성이 부각되고 있으며 출입 통제 시스템, 비디오 감시 시스템, 비자, 여권, 주민등록증의 위변조 판단, 용의자, 영상 검색, 아바타 표현 등 다양한 시스템에서 다양한 목적으로 광범위하게 활용되고 있다.
사람의 동작을 인식하는 휴대폰, 게임기 등은 이미 상용화되어 판매되고 있다. 또한 비전 기술이 갖는 편의성 때문에 이에 대한 수요는 앞으로 더욱 커질 전망이다. 따라서 얼굴 인식 및 의도 인식 기술의 난제를 극복할 수 있는 새로운 인식 기술에 대한 연구는 지금도 다양한 분야의 많은 연구자들에 의해 진행되고 있으며 머지않은 미래에는 우리가 만화나 영화에서 상상하던 일들이 실제로 일어나게 될 것이다.
글 / 포항공과대학교 김대진 교수
월간로봇(www.jejisa.kr)
옥토끼우주센터 홈페이지 : http://www.oktokki.com
