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[CALI : Locomotion or Pan-tilt 조명의 로봇화와 Animacy, 이윤서, 박시영, 황석영, 박기철]
Reviewed by 박시영 학부연구원
주제 : Locomotion or Pan-tilt 조명의 로봇화와 Animacy
본 연구는 조명 로봇이 관절 없이도 생명력을 표현할 수 있는지에 대한 질문에서 출발하였다. 기존의 로봇 연구들이 주로 인간형 또는 동물형 형태를 기반으로 생명성을 표현했던 것과 달리, 본 연구는 미니멀한 형태에서 주행과 돔 내부 광원의 움직임(광학적 움직임) 두 가지 요소만으로 사용자가 생명력을 느낄 수 있는지를 탐구하였다. 특히 두 요소 중 어떤 것이 생명력 인식에 더 큰 영향을 미치는지를 실증적으로 검증하고자 하였다.
이를 위해 우리는 CALI라는 조명형 로봇을 개발하여 실험을 진행하였다. 로봇의 움직임 구현을 위해 블렌더(Blender)를 활용하여 의도한 움직임 패턴을 디자인하였고, 이를 모터 신호로 변환하는 방법을 통해 실제 로봇의 물리적 움직임과 광학적 움직임을 정밀하게 재현하였다. 이러한 접근은 디자인 의도에 따라 로봇의 행동을 구현할 수 있게 하였으며, 실험의 일관성을 확보하는 데 중요한 역할을 하였다.
실험은 무작위로 선정된 20~30대 대학생 총 45명을 대상으로 진행되었다. 참가자들은 A, B, C 세 그룹으로 나뉘어 각각 15명씩 배정되었으며, 그룹 간 중복 없이 독립적으로 구성되었다. A그룹은 주행 움직임만 관찰하였고, B그룹은 광원의 움직임만 관찰하였으며, C그룹은 주행과 광원의 움직임이 결합된 형태를 관찰하였다. 모든 참가자는 동일한 환경에서 동일한 절차로 실험에 참여하였다.
생명성 평가를 위해 HRI(Human-Robot Interaction) 분야에서 표준화된 평가 척도인 Godspeed Questionnaire Series(GQS)를 사용하였으며, 그중에서도 Animacy(생명성) 하위 척도를 중심으로 평가를 진행하였다. 이를 통해 각 움직임 조건에 따른 생명력 인식 정도를 정량적으로 측정할 수 있었다. 또한 논문에는 담지 못했지만, 실험 과정에서 HAIS(Human-Animal Interaction Scale) 척도를 활용하여 CALI의 움직임과 사용자 간 애착 정도를 평가하기도 하였다. HAIS는 원래 동물과 인간 간의 애착 정도를 측정하기 위해 개발된 척도로, 본 연구에서는 이를 조명형 로봇과의 정서적 유대감 측정에 적용하였다.
실험 결과, 광학적인 움직임이 주행 움직임보다 생명력 인식에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이는 물리적 이동만으로는 충분한 생명성을 전달하기 어렵지만, 내부 광원의 동적인 변화가 사용자에게 더 강한 생명력 인식을 유발함을 의미한다. 흥미롭게도 HAIS 척도를 통한 애착 정도 평가에서는 단일 요소만 있는 경우보다 주행과 광학적 움직임이 함께 작용하는 C그룹에서 사용자의 애착 정도가 가장 높게 나타났다. 이는 두 가지 움직임 요소가 상호보완적으로 작용하여 더욱 풍부한 생명성 표현과 정서적 유대감 형성이 가능함을 시사한다.
결론적으로 본 연구는 관절이 없는 일체형 형태의 조명이라도 적절한 움직임 디자인, 특히 광학적 움직임을 통해 "살아있다"는 인식을 줄 수 있음을 실증적으로 보여주었다. 더 나아가 두 가지 움직임 요소의 결합이 생명력 인식뿐만 아니라 사용자와의 애착 형성에도 긍정적인 영향을 미친다는 점을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 최소한의 형태적 복잡성으로도 사용자가 로봇에 감정적 유대감을 형성할 수 있음을 입증하며, 향후 조명형 로봇 및 미니멀 디자인 기반 소셜 로봇의 디자인 가이드라인 수립에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
[학회 후기]
지난 2월 [날짜]부터 [날짜]까지, HCI Korea 2026 학술대회에 "CALI: 조명형 로봇의 광학적 움직임이 생명력 인식에 미치는 영향"이라는 주제로 포스터를 출품하였습니다. 처음 학회에 참가하여 어수룩한 점들도 많았지만, 학부연구원으로서 제품 디자인과 실험 진행, 논문 작성까지 전 과정에 참여한 연구를 직접 발표할 수 있고, 또 시연할 수 있는 것은 저에게 있어 매우 귀중한 경험이 되었습니다. 이러한 기회를 주신 박기철 교수님께 감사 인사 드립니다.
저희 팀은 "관절이 없는 일체형 형태의 조명이 실제로 '살아있다'라는 인식을 주려면 어떤 요소가 필요할까?"라는 질문에서 시작하여, 한 줄 단일형 조명이라는 단순한 형태에서 주행과 광학적 움직임만으로 생명력을 표현할 수 있는지를 탐구하였습니다. 이틀간의 부스 전시 동안, CALI를 직접 시연하며 로봇 분야에 박학다식한 분들과 조명 디자인에 관심 있는 참관객들에게 연구 내용을 설명하고 피드백을 받을 수 있었습니다.
전국 각지에서 찾아오신 연구자들과 산업 종사자들에게 직접 CALI를 소개할 수 있다는 것 자체가 매우 의미 있는 경험이었습니다. 특히 인상 깊었던 것은 한 분께서 전시장을 한 바퀴 돌고 다시 돌아오셔서, "생각을 해봤는데 이 제품이 이런 곳에 있다면 좋을 것 같다"라며 새로운 활용 가능성에 대한 인사이트를 제공해주신 것입니다. 이처럼 전시장에서 얻은 다양한 인사이트들은 어디에서도 다시 얻을 수 없는 귀중한 피드백이었으며, 전시를 찾아주시고 관심 가져주셨던 모든 분들께 감사드립니다.
학회 기간 동안 다른 세션들도 청취하며 HCI 분야의 최신 연구 동향을 접할 수 있었고, 타 참여자들의 전시 또한 관람하며 다양한 영감을 얻을 수 있었습니다. 끝까지 저희를 리드해주신 PM 석영님과 도움을 주신 석박사 연구원분들, 그리고 함께 고생한 학부연구원 팀원에게 진심으로 감사드립니다.
질문 1. 광학적 움직임을 구현하는 구체적인 메커니즘이 궁금합니다.
답변 1. CALI는 돔 내부에 광원을 배치하고, 이를 프로그래밍된 패턴에 따라 움직이도록 설계하였습니다. 블렌더를 통해 디자인한 움직임 패턴을 모터 신호로 변환하는 방식을 사용하여 정밀한 제어가 가능하도록 구현하였으며, 광원의 위치 이동과 속도, 방향 등을 조절하여 다양한 움직임 패턴을 표현할 수 있습니다.
질문 2. 조도나 색상 변화도 가능한가요?
답변 2. 본 연구는 광원의 "움직임"과 주행이라는 두 가지 움직임 요소를 비교하여 어떤 것이 생명력 인식에 더 큰 영향을 미치는지를 검증하는 것이 목적이었습니다. 따라서 조도나 색상 변화와 같은 부가적인 요소를 추가하면 실험 변인이 혼재되어 순수하게 움직임의 효과를 측정하기 어려울 것으로 판단하여, 광원의 물리적 위치 이동에만 집중하였습니다.
질문 3. 주행과 광학적 움직임 중 어느 것이 더 중요한가요?
답변 3. 실험 결과에 따르면 광학적 움직임이 생명력 인식에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 하지만 두 요소가 함께 작용할 때 사용자의 애착 정도가 가장 높아지므로, 최적의 경험을 위해서는 두 가지를 모두 고려한 통합적 디자인이 필요합니다.
질문 4. 실제 제품화를 고려하고 계신가요?
답변 4. 현재는 연구 단계에 있지만, 학회에서 받은 피드백을 바탕으로 실제 활용 가능성을 탐색하고 있습니다. 특히 무드 조명이나 반려 로봇 등의 분야에서 활용될 수 있을 것으로 보이며, 향후 디자인적 완성도를 높여 제품화 가능성을 검토할 예정입니다.
CALI : Locomotion or Pan-tilt 조명의 로봇화와 Animacy 프로젝트 영상
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