년 1분기 AI 및 로봇 연구 동향

년 1분기 AI 및 로봇 연구 동향

1. 서론

2011년은 인공지능(AI) 분야에서 심층 신경망(Deep Neural Networks)이 이미지 인식(ImageNet)과 같은 특정 분야에서 경이로운 성과를 보이며 본격적인 혁명의 서막을 열기 직전의 시기였다. 당시 머신러닝은 여전히 특징 공학(feature engineering)에 크게 의존하고 있었으며, 로봇공학은 시뮬레이션과 고도로 통제된 실험실 환경을 넘어 실제 세계의 비정형성(unstructured environments)과 불확실성(uncertainty)에 대응하려는 노력이 본격화되던 중요한 전환점에 서 있었다. 본 보고서는 이 시기의 주요 학술 및 산업 동향을 분석하여, 이후 10년간 이어진 AI 및 로봇공학 기술 혁명의 전조를 탐색하고자 한다.

2011년 1분기의 기술적 흐름은 크게 세 가지로 요약할 수 있다. 첫째, 인간-로봇 상호작용(Human-Robot Interaction, HRI) 분야에서 ’현실 세계 적용’이라는 주제가 부상하며 인간과 로봇의 협업, 소통, 공존 방식을 심도 있게 탐구하기 시작했다. 둘째, 산업 자동화 분야에서는 비전 가이드 로봇(Vision-Guided Robotics, VGR) 기술이 성숙기에 접어드는 동시에, 인간과 작업 공간을 공유하는 ’협동 로봇’의 개념이 새로운 안전 표준 논의와 함께 태동하고 있었다. 셋째, 기초 연구 분야에서는 생물학적 시스템을 모방하거나 결합하는 새로운 패러다임의 마이크로 로봇 연구가 발표되며 미래 기술의 가능성을 제시했다.

본 보고서는 서론에 이어 1장에서는 HRI 2011 컨퍼런스를 중심으로 인간-로봇 상호작용의 최신 연구를, 2장에서는 Automate 2011을 통해 산업 자동화의 진화 과정을, 3장에서는 주요 저널에 발표된 선도적 연구를 심층 분석한다. 마지막 결론에서는 이러한 동향을 종합하고 그 역사적 의의를 평가한다.

행사명기간 및 장소주요 주제/특징
6th ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction (HRI 2011)2011년 3월 6-9일, 스위스 로잔‘현실 세계 HRI(Real World HRI)’: 이론 기반 연구를 실제 환경에서 검증하고 피드백하는 것에 중점 1
Automate 2011 Show and Conference2011년 3월 21-24일, 미국 시카고제조 및 비제조 분야를 위한 실용적 자동화 솔루션, 로봇, 머신 비전, 모션 제어 기술 전시 2
10th International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems (AAMAS 2011)2011년 5월 2-6일, 대만 타이베이자율 에이전트 및 다중 에이전트 시스템에 관한 연구 (1분기 이후지만, 해당 분기 연구 흐름과 연관) 4
14th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS 2011)2011년 4월 11-13일, 미국 포트로더데일AI, 머신러닝, 통계학의 교차점에 있는 연구 (1분기 이후지만, 해당 분기 연구 흐름과 연관) 6

2. 인간-로봇 상호작용의 새로운 지평: HRI 2011 컨퍼런스 심층 분석

2011년 1분기 HRI 분야의 가장 중요한 이정표는 3월 스위스 로잔에서 개최된 제6회 ACM/IEEE 국제 인간-로봇 상호작용 컨퍼런스(HRI 2011)였다. 이 학회는 ’현실 세계 HRI(Real World HRI)’라는 주제를 전면에 내세우며, HRI 연구가 실험실의 한계를 넘어 실제 사회 속으로 나아가야 할 방향을 제시했다.1 본 장에서는 HRI 2011에서 발표된 주요 연구들을 심층적으로 분석하여 당시 HRI 분야의 핵심적인 화두와 기술적 성취를 조명한다.

논문 제목저자주요 내용 및 의의
Spatiotemporal Correspondence as a Metric for Human-like Robot MotionMichael J. Gielniak, Andrea L. Thomaz인간과 같은 움직임을 구현하기 위한 ‘시공간적 일치성(STC)’ 개념과 정량적 측정 지표를 제안. HRI 2011 최우수 학생 논문상 수상.
Improved Human-Robot Team Performance Using Chaski, a Human-Inspired Plan Execution SystemJulie Shah, James Wiken, Brian Williams, Cynthia Breazeal인간 팀워크 원리를 모방한 로봇 계획 실행 시스템 ’Chaski’를 통해 인간의 유휴 시간을 85% 감소시켜 협업 효율성을 획기적으로 개선.
A Conversational Robot in an Elderly Care Center: An Ethnographic StudyAlessandra Maria Sabelli, Takayuki Kanda, Norihiro Hagita대화형 로봇을 요양원에 3.5개월간 장기 배치하여 노인 및 직원과의 상호작용을 분석한 민족지학적 연구. 기술 외적 요인의 중요성 강조.
Effects Related to Synchrony and Repertoire in Perceptions of Robot DanceEleanor Avrunin, Justin Hart, Ashley Douglas, Brian Scassellati로봇의 춤 동작에서 음악과의 동기화 및 레퍼토리 다양성이 인간의 생동감, 춤 품질, 재미 인식에 미치는 영향을 실험적으로 분석.

2.1 ’현실 세계 HRI(Real World HRI)’를 향한 탐구

HRI 2011 컨퍼런스는 ’Real World HRI’를 핵심 주제로 선정함으로써, 통제된 실험실 환경에서 벗어나 이론에 기반한 연구를 실제 환경에서 검증하고, 그 결과를 다시 이론으로 피드백하는 선순환 구조를 만들려는 연구 커뮤니티의 강한 의지를 표명했다.1 이는 HRI 연구의 평가 기준이 ’새로운 기능의 구현’에서 ’실제 환경에서의 지속가능성과 효과성’으로 이동하고 있음을 의미하는 중요한 선언이었다. 학회의 주요 연구 분야는 사회 지능 로봇, 보조 로봇(건강 및 개인 관리), 원격 로봇, 장기적 상호작용, 신뢰, 윤리 문제 등 광범위한 실용적 주제를 포괄했다.1 이는 HRI가 순수 기술 개발을 넘어 사회적, 윤리적 영향까지 고려하는 성숙한 학제간 연구 분야로 발전하고 있음을 시사했다.

’Real World HRI’라는 주제의 등장은 당시 HRI 분야가 마주한 ’자신감’과 ’위기감’을 동시에 반영한다. 한편으로는 그간 축적된 기초 연구 성과를 현실에 적용할 수 있다는 자신감이 있었고, 다른 한편으로는 실험실 연구만으로는 더 이상 학문적, 사회적 영향력을 확대하기 어렵다는 위기감이 존재했다. 즉, 2011년은 HRI가 ’가능성’의 단계를 지나 ’유용성’을 증명해야 하는 시험대에 오른 순간이었다. 이는 단순한 ’응용 연구’로의 전환을 넘어선다. ’이론 기반(theoretically driven)’과 ’이론으로의 피드백(feeds back to our theoretical understandings)’이라는 목표는, 현실 세계를 이론 검증과 발전을 위한 새로운 실험장으로 삼겠다는 학문적 야심을 드러낸다.1 이 시점부터 HRI 연구는 ’현실 세계에서의 실패’를 통해 더 강건한 이론을 구축하려는 패러다임의 전환을 시작한 것이다.

2.2 인간과 같은 움직임의 구현: 시공간적 일치성(STC) 연구

Michael Gielniak과 Andrea Thomaz의 “Spatiotemporal Correspondence as a Metric for Human-like Robot Motion“은 HRI 2011에서 ’최우수 학생 논문상(Best Student Paper Award)’을 수상하며 인간과 같은 로봇 움직임에 대한 새로운 접근법을 제시했다.7 이 연구는 인간의 움직임이 여러 자유도(Degrees of Freedom, DOFs) 간의 시공간적 상호의존성, 즉 ’시공간적 일치성(Spatiotemporal Correspondence, STC)’을 특징으로 한다는 가설에서 출발한다.9 로봇의 움직임이 인간처럼 느껴지게 하려면, 개별 관절의 궤적을 독립적으로 제어하는 것이 아니라, 이들 간의 상호 연관성을 최적화해야 한다는 것이다.

연구진은 STC를 정량적으로 측정하기 위한 비선형 메트릭으로 콜모고로프-시나이 엔트로피(Kolmogorov-Sinai entropy)에 기반한 척도를 제안하고, 이를 최적화하는 방법론을 제시했다.9 이는 로봇 모션 생성을 위한 새로운 접근법이자, 생성된 모션의 ’인간다움’을 평가하는 객관적 지표를 제공했다는 점에서 큰 의의를 가진다. 사용자 연구 결과, STC에 최적화된 로봇의 움직임은 그렇지 않은 움직임에 비해 (1) 더 자주 인간의 일반적인 동작으로 인식되었고, (2) 원래 의도된 동작으로 더 정확하게 식별되었으며, (3) 사용자들이 더 정확하게 모방할 수 있었다.9 이는 STC가 로봇 움직임의 자연스러움과 해석 가능성(legibility)을 높이는 핵심 요소임을 실험적으로 증명한 것이다.

이 연구는 HRI 분야에서 ’인간다움’이라는 다소 주관적이고 철학적인 개념을 정량적이고 계산 가능한 문제로 전환시키는 중요한 계기를 마련했다. 이는 향후 로봇의 사회적 수용성을 높이기 위한 연구들이 ‘어떻게’ 인간과 상호작용할 것인가를 넘어, ‘무엇이’ 상호작용을 자연스럽게 만드는가의 근본적인 원리를 탐구하는 방향으로 나아가는 데 기여했다. 또한, 인간과 로봇의 다른 신체 구조(kinematic structures)와 동역학(dynamics) 간에 동작을 매핑하는 고전적인 난제인 ’대응 문제(correspondence problem)’에 대한 새로운 해법의 가능성을 열었다는 점에서도 높이 평가된다.11

2.3 협업 효율성 극대화: Chaski 시스템

Julie Shah 등의 “Improved Human-Robot Team Performance Using Chaski, a Human-Inspired Plan Execution System“은 인간-로봇 팀의 효율성을 극대화하기 위한 로봇 계획 실행 시스템 ’Chaski’를 제안하여 큰 반향을 일으켰다.12 Chaski의 핵심 철학은 효율적인 인간 팀의 협업 방식을 모방하여 인간-로봇 협업을 더 자연스럽고 유연하게 만드는 것이다. 이는 세 가지 핵심 원칙으로 구현된다: (1) 공유된 계획(shared plan)을 인간 팀의 ’공유 정신 모델(shared mental model)’처럼 활용하여 다음에 수행할 활동을 결정한다. (2) 팀원의 행동을 예측하고 이에 적응하며, (3) 인간 파트너의 유휴 시간(idle time)을 최소화하는 방향으로 자신의 행동을 동적으로 선택하고 일정을 조율한다.14

특히 Chaski는 사전에 모든 작업을 엄격하게 할당하는 대신, 실행 중에 동적으로 작업을 할당하고 일정을 조율하는 ‘동등한 파트너(Equal Partners)’ 모델을 채택했다.14 이는 변화하는 상황에 유연하게 대처하는 인간 팀의 특성을 반영한 것으로, 로봇에게 높은 수준의 자율성과 의사결정 능력을 부여한다. 블록 조립 작업을 수행한 인간-로봇 실험에서, Chaski로 제어되는 로봇과 협업한 인간은, 단계별로 음성 명령을 내리는 전통적인 방식에 비해 유휴 시간이 85% 감소하는 통계적으로 매우 유의미한 결과를 보였다.12

Chaski의 성공은 인간-로봇 협업의 패러다임을 ’명령-수행(Command-Execution)’에서 ’동등한 파트너십(Equal Partnership)’으로 전환할 수 있는 가능성을 명확히 보여주었다. 로봇을 단순한 도구가 아닌, 상황을 이해하고 주도적으로 협업의 흐름을 최적화하는 동료로 인식하게 만든 것이다. 이는 단순히 작업 효율성을 높이는 것을 넘어, 인간이 로봇을 신뢰하고 더 복잡한 작업을 위임할 수 있는 심리적 기반을 마련하는 데 기여했다. 이 연구는 이후 ’공유 자율성(shared autonomy)’과 인간의 선호도에 맞춰 행동을 조절하는 ‘적응형 로봇(adaptive robots)’ 연구의 중요한 이론적 토대가 되었다.15

2.4 고령화 사회의 동반자: 요양원에서의 민족지학적 연구

Alessandra Maria Sabelli 등의 “A Conversational Robot in an Elderly Care Center: An Ethnographic Study“는 대화형 로봇 ’Robovie2’를 요양원에 3.5개월간 장기 배치하여 노인 및 직원들과의 상호작용을 관찰한 획기적인 민족지학적 연구다.17 원격 조종 방식으로 운영된 로봇의 주된 역할은 노인들과의 일상적인 인사와 대화, 활동 중 격려 등 정서적 지원을 제공하는 것이었다.17

연구 결과, 노인들은 로봇이 자신들의 이름을 기억하고 불러주는 능력에 긍정적인 감정을 표현하며 로봇과 유의미한 관계를 형성했다. 직원들 또한 로봇이 노인들에게 긍정적인 영향을 미친다고 믿고, 로봇을 일상 활동에 통합시키는 등 자발적으로 로봇의 활용을 도왔다.17 이 연구의 가장 큰 의의는 ’장기 배치’와 ’민족지학적 접근’을 통해 실험실 환경에서는 결코 얻을 수 없는 실제 수용 과정의 복잡성을 드러낸 점이다. 로봇의 성공적인 도입은 기술적 성능뿐만 아니라, 사용자인 노인의 심리적 수용, 그리고 로봇을 운영하고 매개하는 직원들과의 ‘업무 관계(working relationship)’ 형성이 결정적임을 보여주었다. 이는 미래의 사회적 로봇 연구가 기술 개발과 함께 ’사회적 통합 전략(social integration strategy)’을 반드시 병행해야 함을 강력하게 시사하며, 이후 사회적 보조 로봇(Socially Assistive Robots, SAR) 연구의 방법론에 큰 영향을 미쳤다.18

2.5 로봇의 표현력과 인간의 인식: 로봇 댄스 연구

Eleanor Avrunin 등의 “Effects Related to Synchrony and Repertoire in Perceptions of Robot Dance“는 로봇의 춤 동작이라는 독특한 매체를 통해 로봇의 비언어적 표현이 인간에게 어떻게 인식되는지를 탐구했다.19 실험 결과, 로봇의 움직임이 음악의 비트와 동기화될 때, 그리고 움직임의 레퍼토리가 다양하고 음악의 구조적 변화(예: 보컬 파트 시작)와 일치할 때, 사람들은 로봇의 춤을 더 ‘생동감 있고(lifelike)’, ’품질이 높다’고 평가했으며, 더 ’재미있다(entertaining)’고 느꼈다.19

흥미롭게도, 완벽한 동기화보다 약간의 의도된 ’결함(flaws)’을 추가했을 때 오히려 더 자연스럽게 인식될 수 있다는 가능성을 제시한 점은 주목할 만하다.19 이는 예측 가능성과 불완전성 사이의 미묘한 균형이 인간다움을 느끼게 하는 중요한 요소일 수 있음을 시사한다. 이 연구는 로봇의 비언어적 표현이 인간의 ’의도성 귀인(attribution of intentionality)’에 미치는 영향을 명확히 보여준다. 로봇이 음악에 맞춰 춤을 추는 행위는 단순한 물리적 움직임이 아니라, 음악을 ‘이해하고’ ‘해석하여’ ‘표현하는’ 것처럼 보이게 만든다. 이는 로봇을 단순한 기계가 아닌, 의도와 감정을 가진 행위자(agent)로 인식하게 하는 심리적 메커니즘을 탐구한 것으로, 이후 로봇의 사회적 신호(social cues) 설계 연구에 중요한 영감을 주었다.22

3. 산업 자동화의 진화: Automate 2011의 기술 동향

2011년 3월 시카고에서 개최된 Automate 2011 쇼 및 컨퍼런스는 당시 산업 자동화 분야의 기술적 성숙도와 미래 방향성을 가늠할 수 있는 중요한 행사였다. 이 행사는 전통적인 로봇, 비전, 모션 제어 쇼에서 확장되어 제조 및 비제조 분야 전반의 실용적인 자동화 솔루션을 포괄하는 북미 최대 규모의 행사로 자리매김했다.2 이 장에서는 Automate 2011에서 드러난 핵심 기술 동향, 특히 비전 가이드 로보틱스의 확산, 협동 로봇의 부상, 그리고 새로운 안전 표준의 등장을 중심으로 산업 자동화의 진화 과정을 분석한다.

3.1 비전 가이드 로보틱스(VGR)의 확산

Automate 2011은 VGR 기술이 더 이상 초기 단계의 신기술이 아니라, 다양한 산업 현장에서 실질적인 문제를 해결하는 성숙한 ’솔루션 기반 기술’로 자리매김했음을 명확히 보여주었다.3 주요 적용 사례로는 무작위로 쌓인 부품을 정확히 집어내는 빈 피킹(bin picking), 조립 라인에서의 정밀 부품 위치 결정, 용접 경로 추적 등이 있었으며, 이는 자동차, 전자, 제약, 식음료 등 다양한 산업으로 빠르게 확산되고 있었다.25

VGR의 성공은 산업 자동화의 패러다임을 ‘정밀한 고정 장치(precise fixtures)’ 중심에서 ‘유연한 인식(flexible perception)’ 중심으로 전환시켰다. 과거에는 로봇이 정해진 작업을 수행하기 위해 모든 부품이 정확한 위치와 방향으로 공급되어야 했지만, VGR은 로봇에게 ’눈’을 달아줌으로써 위치의 불확실성을 스스로 해결하게 만들었다. 이는 다품종 소량 생산과 같이 변화가 잦은 현대 제조 환경에 필수적인 ’유연성(flexibility)’을 자동화 시스템에 부여하는 결정적인 계기가 되었다.28 이러한 기술적 성숙의 배경에는 로봇, 비전 시스템, 컨트롤러 간의 통합이 용이해지고, Cognex의 PatMax와 같은 강력한 기하학적 패턴 인식 알고리즘이 개발되어 비정형적인 환경에서도 높은 정확도와 반복성을 보장했기 때문이다.25 이를 통해 제조업체는 생산성 향상, 품질 개선, 인건비 절감, 그리고 위험한 작업으로부터 작업자를 보호하는 안전성 확보라는 실질적인 이점을 얻을 수 있었다.25

3.2 협동 로봇의 서막: KUKA 경량 로봇(Light-Weight Arm)

Automate 2011에서 KUKA의 경량 로봇(Light-Weight Arm, LWA)은 ’가장 부드러운 로봇(The Softest Robot)’으로 소개되며 산업계의 큰 관심을 끌었다.31 이 로봇의 핵심 기술은 ’임피던스 제어(impedance control)’로, 외부에서 가해지는 힘을 감지하고 이에 반응하여 로봇 팔의 강성(stiffness)과 위치를 실시간으로 조절할 수 있게 한다. 이로 인해 사람과 물리적으로 접촉하더라도 충격을 흡수하여 안전을 확보할 수 있는 ‘인간-안전(human-safe)’ 특성을 지닌다.31

이는 전통적인 산업용 로봇이 높은 속도와 힘 때문에 반드시 안전 펜스 안에 격리되어 작업해야 했던 것과 근본적으로 다른 개념이었다. KUKA LWA는 인간과 로봇이 같은 공간에서 협력하는 미래를 예고했다.31 당시에는 ’협동 로봇(cobot)’이라는 용어가 널리 쓰이지 않았지만, KUKA LWA는 기술적으로 협동 로봇의 핵심 개념을 구현한 선구적인 사례였다. 이 로봇의 등장은 로봇의 역할에 대한 근본적인 재정의를 촉발했다. 로봇은 더 이상 인간을 ’대체’하는 존재가 아니라, 인간의 작업을 ’보조’하고 ’협력’하는 파트너가 될 수 있다는 가능성을 제시한 것이다. 이는 기술적 진보를 넘어, ’인간-로봇 공존’이라는 사회적, 철학적 화두를 산업 현장으로 가져온 중요한 사건이었으며, 이후 Universal Robots와 같은 협동 로봇 전문 기업의 등장과 급격한 시장 성장의 기폭제가 되었다.35

3.3 안전 패러다임의 전환: 새로운 로봇 안전 표준의 예고

KUKA LWA와 같은 기술의 등장은 기존의 로봇 안전 패러다임에 대한 근본적인 질문을 던졌다. 이에 부응하여 Automate 2011 현장에서는 새로운 로봇 안전 표준(ANSI/RIA R15.06)의 개정이 임박했다는 점이 중요한 화두로 떠올랐다.24 이 표준은 1999년 이후 큰 변화가 없었으나, 2011년에는 국제 표준인 ISO 10218-1 및 10218-2를 미국의 국가 표준으로 채택하는 중요한 개정을 앞두고 있었다.33

새로운 표준의 핵심은 ’협력 작업(collaborative operations)’에 대한 안전 요구사항을 명시적으로 정의한 것이다. 이는 “안전 등급 소프트 축 및 공간 제한 기술(safety rated soft-axis and space limiting technology)“과 같은 새로운 기술을 반영하여, 엄격한 위험 평가를 거친 특정 조건 하에서 로봇이 안전 펜스 없이 인간과 함께 작업할 수 있는 길을 열어주었다.24 Automate 2011의 발표자였던 RIA 표준 개발 이사 Jeff Fryman은 이러한 변화를 ’게임 체인저(game changers)’라고 표현하며, 로봇 안전의 패러다임이 근본적으로 바뀔 것임을 시사했다.24

KUKA LWA와 같은 기술의 등장과 새로운 안전 표준의 논의는 서로를 촉진하는 상승 효과를 낳았다. KUKA와 같은 기업들은 임피던스 제어 등 인간-안전 기술을 개발하여 새로운 시장(중소기업, 서비스 로봇)을 개척하고자 했으나 31, 펜스를 의무화한 기존의 안전 표준은 이러한 신기술을 현장에 적용하는 데 법적, 제도적 장벽으로 작용했다.33 Automate 2011은 이러한 기술적 가능성과 제도적 변화의 필요성이 만나는 장이었다. 기술의 발전이 표준 개정의 필요성을 촉발했고, 동시에 새로운 표준에 대한 기대는 기업들이 협력 기술에 대한 연구개발을 가속화하는 동기가 되었다. 즉, 2011년 1분기는 기술과 제도가 상호작용하며 ’협동 로봇’이라는 새로운 시대를 여는 중요한 임계점이었던 것이다.39

4. 마이크로 세계의 탐험: 주요 저널 발표 연구

2011년 1분기에는 학회 발표 외에도, 로봇공학 분야의 최고 권위 저널들을 통해 미래 기술의 방향을 제시하는 선도적인 연구들이 발표되었다. 특히, 생물학적 시스템을 동력원으로 활용하는 마이크로 로봇 연구는 기존의 패러다임을 뛰어넘는 혁신적인 접근으로 주목받았다.

4.1 박테리아 구동 마이크로-바이오-로봇(Micro-Bio-Robots, MBRs)

2011년 1월 20일, The International Journal of Robotics Research에 온라인으로 게재된 Mahmut Selman Sakar 등의 “Modeling, control and experimental characterization of microbiorobots“는 생물학적 동력원과 인공 구조물을 결합한 혁신적인 연구 결과를 발표했다.43 이 연구는 마이크로 로봇 분야의 오랜 난제였던 ’동력원 문제’와 ’무선 제어 문제’에 대한 독창적인 생물학적 해법을 제시했다.

연구팀은 운동성이 강한 박테리아인 Serratia Marcescens 군집을 감광성 고분자인 SU-8로 제작된 미세 구조물에 단층으로 부착하여, 외부 에너지 공급 없이 박테리아의 편모 운동만으로 추진되는 ’마이크로-바이오-로봇(MBR)’을 구현했다. 이 제어되지 않는 무작위적인 움직임을 ’자기 구동(self-actuation)’이라 명명했다.43 이 연구의 핵심적인 기여는 이 무작위적인 자기 구동을 제어 가능한 움직임으로 전환한 데 있다. 연구팀은 직류 전기장(DC electric fields)을 이용한 ’전기역학적 구동(electrokinetic actuation)’을 통해 MBR의 방향과 위치를 정밀하게 제어하는 데 성공했다. 이는 박테리아의 자기 구동이 전진 추력을 제공하고, 외부 전기장이 조향(steering) 역할을 하는 하이브리드 제어 방식이다.

연구팀은 이러한 복합 시스템의 움직임을 예측하고 제어하기 위한 수학적 모델을 개발하고 실험을 통해 그 유효성을 검증했으며, 시각적 피드백(visual servoing)을 이용한 폐쇄 루프 제어 알고리즘을 통해 마이크로미터 수준의 정밀도로 MBR을 원하는 위치와 방향으로 조종할 수 있음을 입증했다.43 기존의 마이크로 로봇이 외부 자기장이나 레이저에 의존하여 움직였던 것과 달리, MBR은 박테리아라는 내장된 ’생물학적 엔진’을 활용한다. 이는 미래에 체내에서 약물을 정밀하게 전달하거나 특정 세포를 조작하는 등의 의료용 마이크로 로봇이 외부의 복잡한 장비 없이 스스로 움직이고 임무를 수행할 수 있는 가능성을 열었다는 점에서 ‘무선(untethered)’ 마이크로 로봇 연구의 중요한 이정표로 평가된다.44

5. 결론

2011년 1분기는 AI와 로봇공학이 이론적 탐구를 넘어 ’현실 세계’라는 복잡하고 예측 불가능한 무대로 나아가기 시작한 결정적 시기였다. HRI 분야에서는 인간과의 자연스러운 상호작용과 효율적인 협업을 위한 근본 원리가 탐구되었고, 산업 자동화 분야에서는 인간과 로봇의 공존을 위한 기술적, 제도적 기반이 마련되고 있었다. 또한, 생명체와 기계의 경계를 허무는 선도적인 연구는 미래 로봇 기술의 무한한 가능성을 보여주었다. 이 시기의 주요 동향은 세 가지 핵심 키워드로 요약하고 그 의의를 평가할 수 있다.

첫째, **현실 세계 적용성(Real-World Applicability)**이다. HRI 2011 컨퍼런스의 주제가 상징하듯, 모든 연구의 지향점은 실제 환경에서의 유용성 검증으로 수렴했다. 인간과 같은 움직임, 효율적인 팀워크, 노인 돌봄과 같은 구체적인 문제들은 더 이상 이론적 가능성이 아닌, 현실에서 검증되어야 할 목표가 되었다.

둘째, **인간 중심 설계(Human-Centric Design)**이다. 로봇의 움직임이 인간에게 어떻게 인식되는지, 로봇과의 협업이 인간의 작업 부하에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 인간과 로봇이 안전하게 공존하기 위한 기준은 무엇인지 등 모든 기술 개발의 중심에 ’인간’이 놓이기 시작했다. 이는 기술이 인간의 능력을 확장하고 삶의 질을 향상시키는 방향으로 발전해야 한다는 철학적 전환을 의미한다.

셋째, **차세대 기술의 기반 마련(Foundation for Next-Generation Technologies)**이다. 협동 로봇, 사회적 로봇, 마이크로-바이오-로봇 등 이 시기에 등장하고 논의된 개념과 기술들은 이후 10년간 AI 및 로봇공학 분야의 주요 연구 주제이자 핵심 성장 동력이 되었다.

결론적으로, 2011년 1분기는 다가올 딥러닝 혁명의 폭풍 전야와도 같았다. 이 시기에 연구자들은 현실 세계 적용, 인간 중심 설계, 그리고 새로운 패러다임의 탐색이라는 근본적인 질문들을 치열하게 고민하고 있었다. 이때 뿌려진 씨앗들이 이후 10년간 AI와 로봇공학의 비약적인 발전을 이끄는 자양분이 되었음을 부정할 수 없다. 2011년 1분기는 다가올 혁명을 준비하는 중요한 시기였다고 평가할 수 있다.

6. 참고 자료

  1. HRI 2011 — 6th ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction, Lausanne, Switzerland. March 6-9, 2011, http://humanrobotinteraction.org/2011/index.html
  2. News: Automate 2011 Show and Conference Focused on Solutions, https://www.automate.org/news/automate-2011-show-and-conference-focused-on-solutions
  3. Automation Technologies take center stage at Automate 2011 - Control Engineering, https://www.controleng.com/automation-technologies-take-center-stage-at-automate-2011/
  4. International Foundation for Autonomous Agents & Multiagent Systems(IFAAMAS), https://www.proceedings.com/international-foundation-for-autonomous-agents-multiagent-systems-ifaamas/
  5. 10th International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems (AAMAS 2011), Taipei, Taiwan, May 2-6, 2011, Volume 1-3 - ResearchGate, https://www.researchgate.net/publication/230597463_10th_International_Conference_on_Autonomous_Agents_and_Multiagent_Systems_AAMAS_2011_Taipei_Taiwan_May_2-6_2011_Volume_1-3
  6. The 14th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics - AIStat, https://aistats.org/aistats2011/
  7. HRI 2011 - Human-Robot Interaction, http://humanrobotinteraction.org/2011/accouncements/index.html
  8. Recipients of Best Paper Awards - Human-Robot Interaction, https://humanrobotinteraction.org/2011/2011/03/best-paper-awards/index.html
  9. Spatiotemporal Correspondence as a Metric for Human-like Robot …, https://sites.cc.gatech.edu/social-machines/papers/gielniak11_hri_spatiotemporal.pdf
  10. Publications | Robotics and Intelligent Machines - Georgia Tech, https://rimold.cc.gatech.edu/publications.html
  11. Assessing Similarity Measures for the Evaluation of Human-Robot Motion Correspondence, https://arxiv.org/html/2412.04820v1
  12. Improved human-robot team performance using Chaski, a human-inspired plan execution system | Request PDF - ResearchGate, https://www.researchgate.net/publication/221473232_Improved_human-robot_team_performance_using_Chaski_a_human-inspired_plan_execution_system
  13. Improved human-robot team performance using chaski, a human-inspired plan execution system. — MIT Media Lab, https://www.media.mit.edu/publications/improved-human-robot-team-performance-using-chaski-a-human-inspired-plan-execution-system/
  14. Improved human-robot team performance using chaski, a human …, https://robots.media.mit.edu/wp-content/uploads/sites/7/2015/01/Shah-etal-HRI-11.pdf
  15. Improved human–robot team performance through cross-training, an approach inspired by human team training practices, https://www.ri.cmu.edu/pub_files/2015/11/The-International-Journal-of-Robotics-Research-2015-Nikolaidis-1711-30.pdf
  16. Improved human-robot team performance through cross-training, an approach inspired by human team training practices | Request PDF - ResearchGate, https://www.researchgate.net/publication/284206264_Improved_human-robot_team_performance_through_cross-training_an_approach_inspired_by_human_team_training_practices
  17. (PDF) A conversational robot in an elderly care center: An …, https://www.researchgate.net/publication/221473128_A_conversational_robot_in_an_elderly_care_center_An_ethnographic_study
  18. Socially Assistive Robots in Elderly Care: A Mixed-Method Systematic Literature Review, https://www.researchgate.net/publication/263684778_Socially_Assistive_Robots_in_Elderly_Care_A_Mixed-Method_Systematic_Literature_Review
  19. Effects related to synchrony and repertoire in perceptions of robot …, https://scazlab.yale.edu/sites/default/files/files/avrunin1.pdf
  20. Eleanor R. Avrunin - dblp, https://dblp.org/pid/58/6571
  21. Eleanor R. Avrunin’s research works | Yale University and other places - ResearchGate, https://www.researchgate.net/scientific-contributions/Eleanor-R-Avrunin-70909656
  22. Eleanor Avrunin - CMU School of Computer Science - Carnegie Mellon University, https://www.cs.cmu.edu/~eavrunin
  23. Effects of Robotic Companionship on Music Enjoyment and Agent Perception - Guy Hoffman, http://guyhoffman.com/publications/HoffmanHRI13.pdf
  24. Automate 2011 / 42nd ISR Conference Proceedings Now Available - CBS News, https://www.cbsnews.com/detroit/news/automate-2011-42nd-isr-conference-proceedings-now-available/
  25. Elements of Successful Vision-Guided Robotics | 2013-02-04 …, https://www.assemblymag.com/articles/90907-elements-of-successful-vision-guided-robotics
  26. Industry Insights: Machine Vision for Robot Guidance - A3 Association for Advancing Automation, https://www.automate.org/industry-insights/machine-vision-for-robot-guidance
  27. Vision-guided robot alignment for scalable, flexible assembly automation - ResearchGate, https://www.researchgate.net/publication/254024496_Vision-guided_robot_alignment_for_scalable_flexible_assembly_automation
  28. Why Automate with a Vision Guided Robot, https://robotsdoneright.com/Articles/why-automate-with-vision-guided-robots.html
  29. Full article: A survey on vision guided robotic systems with intelligent control strategies for autonomous tasks, https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/23311916.2022.2050020
  30. Vision Guided Robotics | Cognex, https://www.cognex.com/industries/vision-guided-robotics
  31. Automate 2011 Robot Roundup - Robotiq’s blog, https://blog.robotiq.com/bid/29054/automate-2011-robot-roundup
  32. A Review of Collaborative Robotics (Cobots) in Industrial Automation - IJARIIT, https://www.ijariit.com/manuscripts/v11i1/V11I1-1562.pdf
  33. Cobot - Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Cobot
  34. Human–Robot Collaboration in Manufacturing Applications: A Review - MDPI, https://www.mdpi.com/2218-6581/8/4/100
  35. Collaborative robotic automation | Universal Robots Cobots, https://www.universal-robots.com/
  36. Collaborative Robots - jhfoster, https://jhfoster.com/products/robotics/
  37. The Importance of Robot Safety Standards - FORT Robotics, https://www.fortrobotics.com/news/the-importance-of-robot-safety-standards
  38. OSHA Technical Manual (OTM) - Section IV: Chapter 4 | Occupational Safety and Health Administration, https://www.osha.gov/otm/section-4-safety-hazards/chapter-4
  39. Robot Safety Standard Documents | Automate, https://www.automate.org/robotics/safety/robot-safety-standard-documents
  40. Global Robotics Standards - A3 Association for Advancing Automation, https://www.automate.org/robotics/robotic-standards/global-robotic-standards
  41. Warning! Explicit Content: Robot Safety Standards Get a Makeover | Machine Design, https://www.machinedesign.com/markets/robotics/article/55289249/teradyne-warning-explicit-content-robot-safety-standards-get-a-makeover
  42. A3 Updates Industrial Robot Safety Standards | Automation World, https://www.automationworld.com/factory/safety/news/55271049/a3-updates-industrial-robot-safety-standards
  43. Robotics Research The International Journal of - George J. Pappas, https://www.georgejpappas.org/wp-content/uploads/2024/04/IJRR2011.pdf
  44. Robotics Research The International Journal of - Yale Engineering, https://www.eng.yale.edu/grablab/pubs/Odhner_IJRR2014.pdf
  45. Robotics Research The International Journal of - Sci-Hub, https://2024.sci-hub.st/2070/e8b860f61be0465417c7403f94979620/krainin2011.pdf