로봇공학이 인류를 도울 수 있는 가장 직접적이고 확실한 방법 가운데 하나는 장애인들에게 독립성을 회복시키는 것이다. 특히 로봇 인공기관(robotic prosthetics)은 독립적으로 작동하는 시스템을 착용자의 마음을 투영하는 시스템으로 변환하기 때문에 유용하다.
2015년 2월 초에 미국 방위고등연구계획국(DARPA)은 인간의 손처럼 움직이고 감각을 제공하는 의수 시스템을 만드는 연구 프로그램인 햅틱스(HAPTIX: Hand Proprioception and Touch Interfaces)의 연구 수행자를 발표하였다.
이 프로그램은 멋진 것처럼 들린다. 그러나 진실로 우리에게 이 프로그램의 중요성을 이해시키는 것은 방위고등연구계획국(DARPA)이 2015년 2월에 공개한 2개의 동영상이었다(관련 동영상의 연결: http://youtu.be/bwz9SPMDO2k , http://youtu.be/xynE-43trQg ).
공개된 한 동영상에서 팔 절단 수술을 받은 사람이 착용한 데카 암(DEKA arm)을 이용하여 먹고 마셨다. 데카 암은 방위고등연구계획국(DARPA)을 위하여 딘 카멘(Dean Kamen)의 혁신 기술 개발 기업인 데카 알앤디(DEKA R&D)가 개발한 것이다. 또 다른 동영상은 미 육군의 자원자가 로봇 팔을 착용하고 암벽을 오르는 것이었다. 이것들은 데카 알앤디가 개발하고 있는 루크 암(Luke arm)의 초기 버전이다.
햅틱스(HAPTIX) 프로그램이 시도하려는 것은 착용자들에게 이처럼 로봇 팔의 동작을 가능한 한 알기 쉽게 만드는 것이다. 현재 로봇 팔 자체는 기계적으로 매우 훌륭하다. 부족한 것은 인터페이스이다. 특히 착용자가 로봇 팔에 장착된 센서로부터 힘과 촉감 피드백을 받으면서 같은 채널에서 자신의 뇌와 신경 시스템을 이용하여 팔을 직관적으로 제어하는 양방향 인터페이스이다. 로봇 팔은 생물학적인 팔처럼 행동하고, 생물학적 팔처럼 제어되어야 하며, 생물학적 팔처럼 느껴져야 할 것이다.
햅틱스(HAPTIX) 프로그램은 센서 경험을 풍부하고 활기차게 만들어서 이용자가 자신의 인공기관을 항상 착용하기를 원하게 하는 것을 추구한다. 이 프로그램은 착용자에게 직관적인 제어와 센서 피드백을 제공하는 인터페이스를 결합하기 위하여 최근에 방위고등연구계획국(DARPA)의 인공장치 혁신(Revolutionizing Prosthetics) 프로그램 하에서 개발된 인공 팔다리 시스템의 하나를 고쳐서 적용할 계획이다.
이러한 인터페이스는 방위고등연구계획국(DARPA)의 신뢰성 있는 신경 인터페이스 기술(RE-NET: Reliable Neural-Interface Technology) 프로그램을 통하여 개발되고 있는 진보된 신경 인터페이스 기술을 기반으로 할 것이다.
햅틱스(HAPTIX) 연구팀은 초기에 심장박동기를 위하여 개발되었지만, 현재는 최신의 이식 가능한 여러 의학 장치에 사용되는 있는 근육 내의 전극 및 전선 기술처럼 시판되고 있는 기술들을 적절한 곳에 활용할 계획이다.
또한, 이 프로그램은 지난 20여 년 동안 미국 국립 보건원(National Institutes of Health), 미국 재향군인업무부(Department of Veterans Affairs), 방위고등연구계획국(DARPA) 등으로부터 지원받아 개발되고 있는 진보된 미세전극 어레이(microelectrode array) 및 커프형 신경 전극(nerve cuff electrode)을 시험할 계획이다.
예상하는 것처럼 이러한 하드웨어는 다양한 시험을 하기에는 고가인 경향이 있다. 그래서 방위고등연구계획국(DARPA)은 연구자들이 소프트웨어 및 인터페이스를 시험할 수 있도록 인공장치를 위한 시뮬레이션 환경을 개발하기 위하여 오픈 소스 로봇 재단(Open Source Robotics Foundation)과 협력하고 있다(관련 동영상의 연결: http://youtu.be/VXCpVz-EAnE)
햅틱스(HAPTIX) 프로그램은 현재 여러 가지 별개의 기술적 접근법들을 평가하는 1단계를 수행하고 있다. 2단계는 이러한 여러 가지 접근법 가운데에서 가장 성공적인 것들을 취하여 완전하고 기능적인 햅틱스(HAPTIX) 인공장치 시스템을 구현하는 것이 될 것이며, 방위고등연구계획국(DARPA)은 4년 내에 가정에서 시험할 준비가 되기를 희망하고 있다.
http://www.osrfoundation.org/gazebo-released-for-darpa-haptix-project/
