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[HESSE : 상반신 모션 기반 기능·정서 통합 홈 로봇 HESSE 제안, 박주원, 민경훈, 방준호, 이나윤, 송상훈, 이동운, 김주성, 박기철]
Reviewed by 방준호 연구원
본 연구는 가정용 서비스 로봇이 실용적 기능과 정서적 교감을 동시에 제공하기 위해, 상반신 모션을 핵심 설계 요소로 삼은 홈 로봇 HESSE의 설계와 시나리오를 제안하는 연 구이다. 최근 가정 내 서비스 로봇은 청소·배달 등 자동화 작업을 넘어서 일상 속 정서적 동반자로서의 역할까지 기대되고 있으며, 이에 따라 기능 중심 로봇과 소셜 로봇의 경계를 넘는 통합적 접근이 요구되고 있다. 전통적으로 기능 중심 로봇은 과업 수행 효율과 실용성을, 소셜 로봇은 정서적 반응과 상호작용을 각각 중시해왔으나, 기능 로봇은 정서 적 교감의 부족, 소셜 로봇은 장기적 유용성 부족이라는 한계를 보여 왔다. 최근 등장한 Social Service Robot 개념은 이러한 간극을 줄이려 하지만, 실제 가정용 로봇들은 인지· 판단 단계에서 기능과 정서를 통합하더라도 모션 실행 단계에서는 여전히 기능 위주의 단순한 경로 움직임에 그치며, 정서 표현은 화면·음성에 의존하는 문제가 남아 있다. 선 행 연구에 따르면 사용자는 로봇에게 실용적 가치와 쾌락적 가치를 동시에 기대하고, 두 가치가 함께 높을 때 만족도가 극대화된다는 점에서, 로봇의 모션 수준에서 기능과 정서 를 함께 다루는 설계가 필요하다.
선행 연구들은 로봇 모션이 단순 물리 작업을 넘어 의도와 정서를 전달하는 중요한 사회 적 신호이며, 속도·궤적·타이밍 같은 모션 특성이 기능적 유틸리티와 표현적 유틸리티를 동시에 지닐 수 있음을 보여준다. 그러나 기존 홈/소셜 로봇들은 고정된 하체, 제한된 허 리·어깨 관절, 화면·LED 의존 표현 등으로 상반신을 정서적 소통 채널로 충분히 활용하지 못해 왔으며, 장시간 함께 생활하는 가정 환경에서의 비언어적 상호작용 가능성이 제한 되어 있다. 상반신은 인간-로봇 상호작용에서 시각적으로 가장 자주 인식되는 영역으로, 머리·어깨·팔 모션만으로도 감정의 긍정/부정, 주의 상태, 행동 의도를 해석할 수 있다는 점에서 홈 로봇 설계의 핵심 영역으로 주목된다. 본 연구의 목표는 상반신을 중심으로 한 다관절 모션 구조를 설계해, 로봇의 기능적 작업 수행과 정서적 표현을 분리된 것이 아닌 하나의 연속 동작 안에서 통합하는 구체적인 메커니즘을 제시하는 데 있다.
HESSE는 허리–어깨–양팔로 이어지는 총 8자유도 상반신 중심 메커니즘을 갖춘 홈 로봇 으로, 상체 전체가 연쇄적으로 반응하는 모션을 통해 기능과 정서를 단일한 행동으로 융 합한다. 재채기, 한숨, 어깨 으쓱임 등 인간의 생리적 반응을 모방한 상반신 모션을 설계 언어로 삼아, 날씨 안내, 물건 운반, 청소 요청, 알림, 주의 환기, 공기 정화 등 일상 서비 스 시나리오에서 실용적 가치와 쾌락적 가치를 동시에 제공하는 상호작용을 구현한다. 예를 들어 재채기 동작은 추위를 표현하는 정서적 신호이자 날씨 정보를 알리는 기능적 행위로 작동해, 사용자가 하나의 모션 안에서 정보와 감정을 함께 경험하도록 유도한다. 이를 위해 HESSE는 주행부, 허리, 어깨, 양팔이 유기적으로 연결된 메커니즘과 트레이·컵 홀더·프로젝터·방향제·램프 등 모듈형 엔드이펙터, 그리고 기능-정서 연동 GUI를 통합적으 로 설계하였다.
이 연구는 가정용 로봇에서 기능과 정서를 소프트웨어/인터페이스 레벨이 아닌 모션 수 준에서 통합하는 구체적인 설계 원리와 구현 사례를 제시했다는 점에서 의의를 갖는다. 상반신 생리적 모션과 모듈형 폼팩터, 다양한 서비스 시나리오를 통해, 단일 동작이 기능 수행과 정서 표현을 동시에 수행할 수 있다는 가능성을 실물 프로토타입으로 제시하였 다. 본 연구가 제안하는 시스템은 상반신 모션 기반 홈 로봇 디자인 가이드라인으로 확장하는 것을 목표로 한다.
[학회 후기]
지난 1월 26일부터 28일까지 HCI Korea 2026 학회에 "상반신 모션 기반 기능·정서 통합 홈 로봇 HESSE 제안"이라는 주제로 Creative Award에 출품하였습니다. 아쉽게도 수상하 지는 못했지만 창의력 넘치는 다양한 출품작들을 보며 많이 배우고 영감을 얻을 수 있었 습니다. 이 귀중한 경험을 할 수 있도록 기회를 주신 박기철 교수님께 감사드립니다. 그 리고 논문 작성 및 프로토타입 제작에 큰 도움을 주신 석박사 연구원분들, 그리고 학부 연구원 팀원 분들 모두 감사드립니다.
저희 팀은 상반신 모션을 중심으로 기능과 정서를 단일 동작 안에서 통합하는 홈 로봇 HESSE를 설계·제작했습니다. 부스에서는 HESSE 본체와 5가지 모듈을 활용한 서비스 시 나리오를 중심으로 설명을 드렸고, 실제 프로토타입 데모를 보신 많은 분들이 “모션만으 로도 로봇의 의도와 감정이 느껴진다”는 피드백을 주셨습니다.
HIDE Lab도 다양한 전공의 인재들이 모여 있는 곳이지만, 이번 학회에서는 연구실 안에서는 만나기 어려운 또 다른 배경을 가진 전문가와 학생들을 한자리에서 만날 수 있었습니다. 로봇, HCI, 인터랙션 디자인, 심리·인지 과학 등 서로 다른 관점을 가진 분들과 교 류하며, HESSE의 상반신 모션을 보는 눈이 분야마다 어떻게 다른지 직접 체감할 수 있었 고, 그 과정에서 저희가 미처 생각하지 못했던 활용 가능성과 한계에 대해서도 많은 인 사이트를 얻을 수 있었습니다.
질문 1. 날씨의 경우, 머리에 달린 디스플레이로 날씨 정보를 띄우면 간단하게 해결될 일인 데, 왜 재채기 하는 모션 등으로 표현하고자 했나요?
답변 1. 디스플레이만으로도 날씨 정보는 전달할 수 있지만, HESSE 연구의 목표가 “기능과 정서를 모션 수준에서 통합할 수 있는가”를 보는 것이었기 때문에, 재채기라는 상반신 모션 안에 추운 날씨 정보와 정서적 반응을 함께 묶어 표현하고자 했습니다.
질문 2. 모듈을 사용자가 직접 장착해주는 것 자체가 사용자가 해야 할 Task를 추가하는 것 이 될 텐데, 이와 관련해서 어떻게 생각하시나요?
답변 2. Task가 추가되는 것은 맞지만, 사용자가 직접 모듈을 장착하는 과정 자체가 로봇과의 상호작용 경험을 만들어 주고, 장기적으로는 로봇과의 유대감 형성에 긍정적으로 작용할 것이라 생각합니다. 이런 물리적 관여를 통해 사용자가 로봇에 투영하는 정서는 단순 귀 여움이나 재미를 넘어, 더 고차원적인 애착과 파트너십에 가까운 형태로 발전할 수 있다 고 기대하고 있습니다.
질문 3. 현재는 CMF가 3D프린터로 통일되어 있는데, 특별한 이유가 있나요?
답변 3. 연구 및 실험을 위해 자체적으로 만든 로봇이기 때문에 연구실 자체 3D프린터로 제 작하였고, 추후 적절한 부위에는 패브릭과 같은 디테일을 추가할 예정입니다.
[청취 후기]
주제 : 피지컬 AI를 위한 휴머노이드 로봇 디자인 - 김진영(로브로스)
로브로스 사의 휴머노이드 로봇 ‘IGRIS-A’와 ‘IGRIS-C’의 제작과정 비교, 최신 기종인 IGRIS-C를 개발하며 고려했던 설계 포인트들, CMF 전략 등에 대한 설명이었습니다. 그 중에서도 가장 인상깊고 영감을 준 부분은 Torque LED에 관한 내용이었습니다.
Torque LED는 마치 레이싱 게임 속 자동차 RPM 계기판처럼 토크 상태를 시각화 해줍니 다. 사람은 힘줄이 튀어나오는 정도나 근육의 긴장을 보고 “얼마나 힘을 쓰고 있는지” 직 감할 수 있지만, 기존 로봇은 이런 단서를 제공하지 않아 사용자가 로봇이 얼마나 큰 힘 으로 움직이는지 파악하기 어렵습니다. 그 결과, 로봇이 높은 토크로 움직이는 상황에서 무심코 건드리면 예기치 않은 충돌이나 부상으로 이어질 수 있습니다. IGRIS-C는 특정 관 절에 내장된 Torque LED를 통해 토크 사용량을 밝기와 패턴 변화로 표현함으로써, 로봇 이 현재 어느 정도 힘을 쓰고 있는지 사용자가 한눈에 파악할 수 있게 해 줍니다. 이를 통해 사용자는 토크가 높은 구간에서는 보다 조심스럽게 협업하거나 거리를 두는 등, 즉 각적인 안전 판단을 내릴 수 있습니다.
HESSE : 상반신 모션 기반 기능·정서 통합 홈 로봇 HESSE 제안 프로젝트 영상
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