July 24,2019

새처럼 자유롭게 몸으로 드론 조종

스위스대학, ‘몸통 조종법’ 설계

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사람들은 오랫동안 새처럼 날고 싶다는 열망을 품어왔다. 그리고 이 열망은 비행기를 개발함으로써  이뤄졌다.

하지만 근본적인 욕구는 풀리지 않았다. 최근에는 새처럼 나는 것을 넘어, 새처럼 조종하는 기술이 나타났다. 이 기술이 처음 적용된 비행물체는 드론이다.

드론을  조종할 때 사람들은 보통 조이스틱을 사용한다. 그러나 조이스틱보다 더 정확하고 재미있는 조종 기술이 개발됐다. 이 조종법은 인간의 몸통(torso)을 이용하는 것이어서 훨씬 더 익히기 쉬울 뿐 더러 다양하게 응용될 전망이다.

몸통을 이용한 드론 조종 기술 개발 ⓒ EPFL / Alain Herzog

몸통을 이용한 드론 조종 기술이 개발됐다. ⓒ EPFL / Alain Herzog

몸통을 이용한 조종법은 여러 장점을 가지고 있다. 가장 큰 장점은 시선을 조이스틱에 고정하지 않아도 드론을 조종할 수 있다는 점이다. 이는 드론을 조종하면서 보고 싶은 곳을 마음대로 둘러 볼 수 있게 해 준다. 다시 말해서 새처럼 변하는 것이다. 또 몸통을 사용함으로써 사람들은 실제 날고 있다는 느낌을 받을 수 있다.

물론 조이스틱도 오래 사용해서 익숙해지면 보지 않고도 조종할 수 있지만, 오랜 시간과 숙련이 필요하다. 몸통을 이용한 드론 조종은 이런 복잡하고 어려운 과정이 생략된다.

온 몸을 자유롭게 이용, 새처럼 조종 

스위스 EPFL(Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne)대학은 드론같이 날아다니는 비행체를 조종할 때 인간의 몸통을 이용하면 더욱 효과적임을 발견하고 ‘몸통 조종기술’을 개발했다.

EPFL대학 연구팀은 오래 동안 드론의 기본 부품 및 사용법을 개발해왔다. 2015년에는 사람 주머니 안에 들어갈 만큼 작은 ‘접는 드론’을 연구했으며, 지난해에는 에너지 흡수 물질을 이용해서 깨뜨리기 매우 힘든 드론을 제작했다.

지난 16일 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표한 논문에서 이 대학의 제니퍼 밀브라트(Jenifer Miehlbradt) 박사는 “우리들의 목표는 아주 배우기 쉬우면서 정신적으로 덜 집중해도 사용가능한 조종수단을 설계하는 것”이라고 말했다.

조종에 쓰는 관심을 줄이고 다른 곳으로 활용할 경우, 사람들은 수색이나 구조 같이 좀 더 중요한 일에 집중할 수 있다. 조이스틱을 능숙하게 다루며 멀리 있는 비행물체를 정확하게 조정하는 것은 매우 어렵다.

EPFL 과학자들은 완전히 새로운 관점에서 조종문제를 해결하는 첫 걸음으로 인간의 어떤 움직임이 가장 자연스러우면서 직관적인지를 파악하는 실험을 벌였다.

수 년 동안 드론과 드론 조종 기술을 개발해온 이 대학 과학자들은 사람들이 어떻게 자신의 몸을 이용해서 비행하는 물체를 조종하는지를 관찰했다.

과학자들은 17명의 실험대상자를 선정해 이들의 몸에 19개의 감지기를 달았다. 이후 이들의 상체 움직임과 근육 움직임을 자세하게 측정하고 기록했다.

실험참가자들은 가상현실(VR) 안경을 쓰고 가상현실 안경 안에서 나타나는 풍경을 따라 움직이는 가상 드론을 따라가도록 자신의 몸을 움직였다. 그랬더니 사람 동작의 패턴이 드러났다.

과학자들은 실험참가자가 부착한 19개의 감지기에서 획득한 데이터를 분석해 아주 빠른 시간 안에 드론 조종 기술을 마련했다.

놀라운 것은 사람의 몸통에 부착한 19개의 감지기 중 불과 4개만 있어도 날아 다니는 비행 시뮬레이터를 조종하는데 충분했다는 것이다.

이후 과학자들은 자신들이 고안한 몸통 조종법이 얼마나 효과적인지 분석했다.  실험참가자에게 조이스틱을 이용해서 드론을 운전하도록 한 다음 두 운전법을 비교한 것.

조이 스틱 대신 몸통으로 드론을 조종할 수 있다. ⓒ Pixabay

조이스틱 대신 몸통으로 드론을 조종할 수 있다. ⓒ Pixabay

그랬더니 몸통 조종법이 조이스틱 조종법에 비해서 정확도나 신뢰도 그리고 최소훈련 시간에서 월등히 뛰어났다.

로봇 원격 조종 등에 활용될 듯

몸통을 이용한 비행물체 조종법은 매우 단순하면서도 획기적인 것으로 꼽힌다. 연구진은 이 조종법을 다른 기계나 운전조작에도 응용할 수 있을 것으로 보았다.

이탈리아 스쿨라 산타나(Scuola Sant’Anna) 생의학공학과의 실베스트로 미세라 (Silvestro Micera) 교수는 “이 같은 조종법은 로봇의 원격조종을 엄청나게 개선할 것”이라고 말했다.

몸통을 이용한 조종법은 사람들에게 많은 자유를 주기 때문에 발전가능성이 크다. 사람들은 자신의 머리나 다리, 팔, 발을 자유롭게 다른 활동에 이용할 수 있다.

몸통 조종법은 드론 조종은 물론 비행 시뮬레이터, 미래의 비행기 조종에도 응용될 수 있다. 몸통 조종 원리를 응용한 의상을 입는 방안도 고안할 수 있다.

그렇지만 아직은 실험실에서 겨우 개념만을 증명한 수준이다. 실제 활용을 위해서는 인체에 부착하는 감지기를 더욱 세련되게 발전시켜야 한다. 외부 동작 감지기 등도 개선해 안정적이면서 완벽한 웨어러블 기기로 만들어야 한다는 것이 전문가들의 분석이다.

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