적외선 기반 멀티터치 시스템을 이용한 인간-로봇 상호작용 인터페이스로서의 로봇 얼굴 개발 및 응용

Abstract

지금까지의 인간-로봇 상호작용에 있어서 사용자와 로봇 간의 직접적인 접촉은 주로 기능적인 면에서 이루어져왔으며 또한 태스크 입력이나 로봇의 학습 등 다소 일방적인 방식으로 사용되어 왔다. 본 연구는 사용자와 로봇간의 감정적 상호작용을 위한 접촉에 주목하였고, 그 방식의 하나로 로봇의 얼굴을 사용자가 직접 만지는, 기존에 시도되지 않았던 새로운 시각의 아이디어로 연구를 진행하였다. 촉각적 행위의 반복을 통해 얻게 되는 쾌감은 낯선(Uncanny) 상대를 친숙하게(Canny) 느끼게 하며 이것이 궁극적으로는 타자의 자기화를 통해 마치 상대를 나 자신처럼 편안하고 우호적으로 느끼게 된다는 점에 착안하여 로봇과 사용자와의 관계에 있어서도 이러한 촉각적 상호작용이 가능해지도록 하기 위한 시스템을 구성하였다. 현존하는 로봇 얼굴들은 주로 액츄에이터 제어 기반의 단방향성 감정표현 혹은 의사소통 장치로 활용 되어 왔으나 본 논문에서는 프로젝션과 스크린을 이용한 애니메이션 기반의 로봇 얼굴에 적외선 광원과 카메라를 이용한 멀티터치 시스템을 하나로 통합하는 방법으로 로봇의 얼굴을 일방적인 표현 혹은 출력 장치가 아닌, 양방향 상호작용 미디어이자 그 자체로 로봇을 다양한 방식으로 제어할 수 있는 터치 인터페이스로 활용할 수 있도록 구현하였다. 제작된 시스템에 맞는 적절한 어플리케이션들을 통해 사용자가 특정 시나리오를 바탕으로 직접 인터랙션 할 수 있도록 하여 시스템의 기능성 또한 제시하였으며 사용자 평가를 통해 구현된 시스템이 사용자와 로봇 간의 상호작용에 미치는 긍정적인 영향에 대해서도 증명하였다. 이외에도 구현된 시스템의 다른 활용 가능한 방법들을 제안함으로써 시스템의 확장성을 보였다.