보라빛 소를 만나기 위한 도약

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1794호(2017. 5. 3 발행)에 기고한 원고입니다.

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구글-스터디워치 이용 의료연구 프로젝트.pdf

ž 구글의 지주회사인 알파벳은 지난 2015년 12월, 생명과학 부문 연구와 비즈니스를 담당할 독립 법인으로 ‘베릴리 라이프 사이언스(Verily Life Sciences)’를 출범시킨 바 있음

Ø 베릴리는 기술과 생명과학을 결합하여 건강과 질병에 관한 진실 규명을 미션으로 하는데, 원래 구글의 차세대 제품 연구를 담당하던 ‘구글 X(Google X)’의 생명과학 프로젝트 부문으로 이미 2012년에 활동을 시작하였음

Ø 구글 X의 생명과학 부문은 혈당을 측정하는 기능을 콘택트 렌즈에 임베딩 하여 눈물 분석을 통해 건강 상태를 상시 모니터링 하는 ‘스마트 콘택트 렌즈’ 등의 개발을 진행하고 있었음

Ø 이후 구글이 2015년 10월 알파벳을 모회사로 하는 조직 개편을 실시함에 따라, 구글과 구글 X는 각기 다른 법인으로 알파벳 산하에서 운영되고 있으며, 생명과학 프로젝트 부분은 구글 X에서 분리되어 베릴리 라이프 사이언스라는 독립 법인이 된 것

Ø 베릴리는 세포 생물학자로 전미유전학협회(National Genetics Institute)의 공동 설립자이기도 한 앤디 콘래드가 CEO를 맡고 있으며, 스마트 콘택트 렌즈 프로젝트의 출범 멤버이기도 한 브라이언 오티스가 CTO를 맡고 있음

ž 베릴리 라이프 사이언스는 출범 이후 1년 반이 경과한 2017년 4 월, 의료 연구를 위한 스마트 워치인 ‘베릴리 스터디 워치(Verily Study Watch)’를 발표하였음

Ø 스터디 워치는 여러 개의 생리적 센서와 환경 센서를 탑재하고 심장혈관이나 운동 장애 등 질병 연구를 위해 심전도와 심장 박동, 피부 전위도 등의 데이터를 수집함

Ø 상시 접속(always on) 상태의 절전 디스플레이에는 시간과 날짜가 표시되고 한 번 충전하면 배터리 수명은 최대 1주일이라 하며, 대용량 저장소와 데이터 압축 기술을 이용해 몇 주간의 정보를 저장할 수 있기 때문에 클라우드로 자주 데이터를 업로드 할 필요가 없다고 함

Ø 또한 실시간 알고리즘 처리가 가능한 강력한 프로세서를 탑재하여, 모든 건강 관련 데이터는 기기에서 암호화되고, 암호화 된 데이터는 클라우드에 업로드 되어 베릴리의 백엔드 알고리즘 및 기계학습 기술로 처리된다고 함

ž 스터디 워치는 베릴리의 파트너들이 진행하고 있는 프로젝트에 사용되는데, 구글 X때부터 진행해 온 건강 상태의 기준값을 정하는 ‘베이스라인 프로젝트’에도 도입될 예정

Ø 스터디 워치는 파킨슨 병의 진행 패턴을 연구하는 ‘개인별 파킨슨 프로젝트(Personalized Parkinson 's Project)’에서 채택하고 있음

Ø 또한 건강 상태와 질병 상태의 기준값을 장기간에 걸쳐 탐구하는 ‘베이스라인 스터디(Baseline Study)’프로젝트에 도입될 예정

Ø 베이스라인 프로젝트는 앤디 콘래드가 2014년 여름부터 진행해 온 연구로, 불특정 다수의 참가자로부터 추출한 방대한 생체 데이터를 분석해 건강의 기준값을 산출하는 작업인데, 생체 데이터에는 심박수, 소변, 혈액, 침, 눈물 등의 성분까지 세세한 정보가 모두 포함됨

Ø 앤디 콘래드는 베이스라인 스터디를 위해 약 100명의 생리학자, 생화학자, 광학, 분자 생물학 전문가들로 팀을 꾸린 바 있으며, 구글 X에서 개발한 스마트 콘택트 렌즈도 채택하여 사용해 왔는데, 이번에 스터디 워치가 새롭게 개발되자 연구 프로젝트에 사용하기로 결정한 것

Ø 베이스라인 프로젝트는 현재 듀크대 의과대학과 스탠퍼드대 의과대학과 협력하여 진행 중이며, 제 1 단계 연구로 스터디 워치를 착용한 약 1만 명의 피험자들을 대상으로 4년에 걸쳐 건강 관련 데이터를 수집하게 됨

Ø 스터디 워치뿐만 아니라 온라인이나 전화로 설문하거나 진찰을 통해 피험자의 건강에 관한 모든 정보와 측정 값을 수집하는데, 이를 통해 건강한 상태에서 질병 상태로 넘어가는 기준을 규명하고 위험 요인을 찾는 데 도움을 주는 데이터 플랫폼의 구축을 목적으로 함

Ø 1단계에서 데이터 플랫폼이 구축되고 나면, 제 2 단계 연구에서는 건강 정보를 열람, 정리, 활용하기 위한 도구와 기술의 테스트 및 개발이 진행될 예정

Ø 베이스라인 프로젝트의 데이터 저장소는 구글 클라우드 플랫폼에서 관리되는데, 개인정보보호 및 보안을 고려하여 개인을 특정하여 식별할 수 없도록 처리한 다음, 자격을 갖춘 연구자만이 미래의 예비 분석을 위해서만 데이터에 접근할 수 있도록 하고 있음

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1790호(2017. 4. 5 발행)에 기고한 원고입니다. 

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상업시설로 향하는 자율주행 로봇_다음 목표는 집.pdf

[요 약]

ž스타트업 ‘코발트 로보틱스(Cobalt Robotics)’가 개발한 자율주행 실내 경비 로봇 ‘코발트(Cobalt)’가 실리콘밸리의 여러 상업시설에 도입되고 있음

Ø 실내 보안경비 로봇 코발트에는 여러 종류의 센서와 컴퓨터 비전 기술 및 인공지능(AI)이 적용되어 있으며, 자율운전 차량 개발에서 축적된 기술들이 활용되고 있는 것이 특징

Ø 코발트 로봇은 사전에 설정된 경로를 순회 경비하지만 스스로 무작위로 시설 안 여기저기를 이동할 수도 있으며, 자율 주행 중에 사람이나 사물을 인식해 문제라고 생각되는 이벤트를 감지하게 되면 이를 운영관리자에게 통보함

Ø 예를 들어, 문이 잠겨 있지 않고 열린 상태를 감지하면 이를 비정상적인 상황으로 인식해 운영자에게 대응을 촉구하기도 하고, 사무실에 의심 물질이 놓여 있으면 관리실에 경보를 올림

Ø 컴퓨터 비전 기술로 사무실 환경을 모니터링하고 누수 등의 이상을 감지 할 수도 있으며, 원거리 RFID 리더에서 사무실 비품 등에 붙어 있는 태그를 읽을 수 있는 비품 관리 기능이 있어 창고에서 재고 및 자재 관리 용도로도 유용하게 사용될 수 있음

Ø 또한 수상한 사람을 발견하면 신분증의 제시를 요구하는 등 인간 경비원과 동일한 역할을 수행하며, 사무실 안의 와이파이 신호 강도를 모니터링 하여 불법으로 접속해 이용하고 있는 지점을 탐지할 수도 있음

Ø 이처럼 코발트는 경비를 담당하는 로봇이지만 위압감이 전혀 없고, 유선형의 친숙한 디자인으로 외관상 로봇보다는 자율주행이 가능한 가전제품이나 가구에 가까운 형상을 띠고 있음

ž 코발트 로봇은 인간을 인지하고 인간과 함께 사무실 환경에서 공존 할 수 있게 한다는 설계 사상을 바탕으로 제작되었음

Ø 코발트는 전면에 디스플레이를 탑재하고 있는데, 이를 통해 직원들은 휴먼 파일럿(Human Pilot)이라 불리는 운영자와 직접 영상통화를 할 수 있고, 또한 비상시에는 휴먼 파일럿이 로봇을 원격으로 제어해 직원들을 안전한 장소로 유도할 수 있음

Ø 이를 위해 코발트는 여러 종류의 센서를 탑재하고 있는데, 광학 카메라는 36도를 커버하여 모든 방향을 볼 수 있고, 컴컴한 상황에서의 경비를 위해 적외선 카메라도 탑재하고 있음

Ø 또한 포인트 클라우드 카메라(Point Cloud Camera)와 자율주행차의 핵심부품인 레이저 스캐너 리다(Lidar)를 통해 주위의 객체를 3D로 파악함

Ø 여러 센서가 읽어 들인 데이터는 인공지능(AI)과 기계학습 기술을 통해 분석되며, 주위의 객체를 판별하고 안전하게 주행 할 수 있는 경로를 계산하여 로봇이 자율적으로 주행할 수 있게 함

Ø 로봇이 자율 주행하려면 3D 맵을 활용해야 하는데, 코발트는 매핑(지도 생성) 기술을 구현하고 있어 주행시 리다를 통해 스캔한 주변의 객체를 통해 고정밀 3D 맵을 생성함

ž 코발트 로보틱스는 구글의 연구 프로젝트인 ‘구글 X’에 참여했던 두 명의 젊은 공학도가 2015년에 창업하였음.

Ø 창업자 에릭 슐런츠는 하버드 대학 재학 중에 인턴으로 구글 X와 일론 머스크의 스페이스 X에서 제품 개발에 종사했으며, 조지아 공대 헬스케어로봇연구소 출신인 트래비스 데일 역시 구글 X에서 당뇨를 측정하는 스마트 콘택트 렌즈 개발에 참여한 바 있음.

Ø 두 사람 모두 대학을 졸업하고 곧바로 실리콘밸리에서 코발트 로보틱스를 창업했으며, 그들의 작업은 그 동안 비밀 모드에 있다가 코발트 로봇의 발표와 함께 세상에 알려지게 되었음

Ø 유명 산업 디자이너 이브 베하르(Yves Béhar)가 디자인 한 코발트는 표면을 금속이나 플라스틱 소재 보다 촉감이 부드러운 패브릭 소재를 사용해 만들었으며, 휴머노이드형이 아니라 아래로 갈수록 퍼지는 원통형 형상이기 때문에 로봇이라기 보다는 가전과 가구에 가깝게 보임

ž 코발트 외에도 사람에게 친숙하고 유려한 형상을 가진 경비 로봇들은 이미 미국 사회 여러 상업시설에 보급되어 활약을 시작하고 있음

Ø 실리콘밸리에 본사를 둔 벤처기업 나이트스코프(Knightscope) 역시 보안경비 로봇 ‘K5’를 개발하였는데, 이 로봇 역시 여러 종류의 센서를 탑재하고 옥외 경비에 사용되고 있음

Ø K5는 마이크로소프트가 캠퍼스 경비에 채용한 사실이 알려져 화제를 모았으며, 나이트스코프 역시 자신들의 부지 경비를 데모 목적을 겸해 K5에 맡기고 있음

Ø 나이트스코프는 최근 보다 작은 형태의 ‘K3'를 출시했는데, K3는 건물 내부를 경비하는 것이 목적이므로 K5에 비해 한층 작게 설계되었으며, 최근 샌프란시스코에서 개최된 세계 최대 보안 컨퍼런스인 RSA Conference에서 소개된 바 있음

Ø K3 역시 코발트와 마찬가지로 인간 대신 사무실을 경비하는 로봇으로 고급 센서와 AI를 탑재하여 자율적으로 이동하며, 형상만 소형화된 것이 아니고 사람들과의 관계를 고려해 친숙하고 귀여운 디자인으로 제작되었음

Ø 상업시설에 도입된 로봇들의 역할은 보안경비 기능에만 한정되는 것이 아니며, 이미 여러 용도의 로봇이 가동되어 조직의 업무 효율화를 지원하고 있음

Ø 현재 미국 사회에서는 사무실, 은행, 병원, 학교, 노인 요양시설, 호텔, 쇼핑몰, 소매점 등 상업시설에서 점차 코발트나 K3 같은 자율주행 로봇의 모습을 심심치 않게 볼 수 있음

ž 코발트 로보틱스는 상업시설용 로봇이 산업용 자율 로봇에서 가정용 자율 로봇으로 가기 위한 디딤돌로서, 로봇 시장에서 ‘차세대 거대시장(next big thing)’이 될 것이라 주장

Ø 코발트 로보틱스의 창업자이자 CEO인 트래비스 데일은 실내 자율주행 로봇 시장을 크게 제조 현장이나 물류산업에서 활용되는 산업용 자율 로봇과 가정용 자율 로봇으로 분류함

Ø 제조나 물류산업에 투입되는 자율주행 로봇들은 매우 구조화된 환경에서 작동하는데, 이동 경로나 작동 조건이 정해져 있는 경우가 많고 사람들과 정해진 안전거리를 유지해야 하는 등 정해진 규칙에 따라 활동이 제약되는 것이 특징임

Ø 가정용 자율주행 로봇은 정반대로 구조화되지 않은 환경에서 작동해야 하는데, 일반 가정의 바닥에는 장난감이나 의류가 흩어져 있고, 가전과 가구의 배치도 수시로 바뀌며, 어린 아이와 애완 동물이 정신 없이 뛰어 다니고 와이파이 같은 통신이 종종 불안정해 작동이 중단되는 변수가 빈번히 발생하기 때문

Ø 이처럼 비구조화된 환경 때문에 아직 가정용 로봇은 청소 로봇이나 장난감 로봇에 국한될 수밖에 없으며, 빨래나 청소를 해주고 개인 비서처럼 쓸 수 있는 범용의 가정용 로봇은 아직은 등장이 요원하다는 것이 트래비스 데일의 주장

Ø 서로 대별되는 산업용과 가정용 자율 로봇 사이에 존재하며 최근 부상하고 있는 것이 바로 상업시설용 실내 자율 로봇으로, 트래비스 데일은 이 중간 영역이 로봇 산업이 최종 목표로 겨냥하고 있는 범용의 가정용 로봇으로 가기 위한 중요한 디딤돌을 놓을 것이라 보고 있음

ž 상업시설은 산업용 로봇의 투입 환경과 유사하면서 가정용 로봇처럼 인간과 상호작용도 자율적으로 해야 하는 공간이기 때문에 가능성이 크고 그만큼 도전과제도 많은 영역

Ø 일반적으로 상업시설의 환경은 가정에 비해 로봇들이 자동 주행하기에 적합하다고 할 수 있는데, 사무실을 예로 들면 레이아웃이 고정되어 있어 통로가 명확하고 거기서 일하는 직원들은 사회적인 행동을 취하기 때문에 대응이 상대적으로 용이함

Ø 상업시설은 로봇 개발자들이 로봇 개발 시에 용이하게 적용할 수 있는 단순화된 건축 규정을 갖고 있는데, 가령 소방법이나 장애인법 규정에 건물 구조나 통로 설계 시에 적용해야 하는 기준들이 명확히 적시되어 있음

Ø 대부분의 상업시설이 신뢰할 수 있고 예측 가능한 통신 인프라를 갖추고 있다는 것도 장점인데, 자율로봇이 이동하면서 수시로 와이파이나 이동통신망에 접속해 클라우드 또는 관리자와 접속할 수 있는 환경의 구축이 용이하기 때문

Ø 시장 형성의 제일 요건인 지불 주체의 적극성 측면에서 볼 때도 상업시설 내 자율 로봇은 도입효과 측정이 용이하고 업무 효율성과 생산성을 향상시켜 경제적 효과를 발생시키기 때문에 의사결정권자들이 로봇 도입을 위한 예산을 배정하고 집행하기가 상대적으로 수월함

Ø 이런 이유로 상업시설을 겨냥한 로봇 사업은 최근 급속히 확대되고 있는 추세이나, 가정용 로봇과 마찬가지로 사람들과 끊임없이 소통해야 하며, 브랜드 가치가 중요한 기업의 논리 속에서 행동을 결정해야 하는 등 인간-로봇 상호작용(HRI), 심리학적 측면에서 아직 많은 과제가 존재

ž 상업시설용 자율로봇 시장이 성공을 거둔다면 그 다음은 최대 시장인 가정을 겨냥하게 될 것이며, 이런 면에서 상업시설용 로봇은 집으로 들어가기 전 최종 리허설이라 할 수 있음

Ø 최근 6년 동안 로봇 산업에 대한 벤처캐피탈의 투자는 10배 이상 증가했으나, 투자 분야를 보면 대부분 물류, 재고 관리, 산업용 로봇 팔, 의료분야의 수술 로봇, 드론, 농업용 로봇, 자율주행 자동차 등임

Ø 아직까지 일반 소비자용 로봇 시장에 대한 투자는 매우 부족한 상태라고 하는데, 그 이유는 앞서 살펴본 것처럼 가정의 환경이 로봇의 자율주행 측면에서는 변수와 애로사항이 많기 때문

Ø 그러나 시장 규모 면에서 로봇 산업의 최종 목표는 가정용 자율주행 로봇일 수밖에 없고 가시적인 성과가 확인된다면 이 분야에도 투자가 활성화될 것이기 때문에 자율주행 로봇을 집으로 진입시키기 위한 시도는 앞으로 끊임없이 전개될 것임

Ø 상호작용이 가능한 AI 가전을 표방한 아마존 에코나 구글 홈 등이 소비자들의 관심 끌기에 성공하고 있는 현 시점에서, 상업시설용 자율로봇의 성과는 사람들로 하여금 자율주행용 가정 로봇에 대한 강한 수요를 갖게 하는 데 결정적 영향을 미칠 수 있다는 점에서 매우 중요함

Ø 상업시설에 도입되고 있는 로봇들이 인간과 상호작용 기능 강화에 초점을 두고 있는 것은 결국 가장 큰 시장인 가정으로 들어갈 것을 목적으로 하고 있기 때문이며, 로봇의 최종 종착지가 될 가정용 시장을 준비하는 마지막 단계로서 상업시설용 로봇들은 중요한 의미를 가짐