Origami robots that reshape and transform themselves | Jamie Paik

번역: Chanhong Park 검토: Yunjung Nam

As a roboticist, I get asked a lot of questions.

로봇 연구자로서 저는 많은 질문을 받습니다.

"When we will they start serving me breakfast?"

"언제쯤 로봇이 아침을 차려줄 때가 올까요?"

So I thought the future of robotics would be looking more like us.

미래의 로봇은 더욱 인간을 닮아갈 것이라 예상됩니다.

I thought they would look like me,

저를 닮을 수도 있겠죠.

so I built eyes that would simulate my eyes.

그래서 제 눈을 본뜬 눈을 만들어 봤고요.

I built fingers that are dextrous enough to serve me ...

제 시중을 들 만큼 정교한 손가락을 만들었습니다.

baseballs.

야구공을 잡고요.

Classical robots like this

이런 전통적인 로봇들은

are built and become functional

일정한 수의 관절과 작동 장치로

based on the fixed number of joints and actuators.

만들어지고 기능을 하게 됩니다.

And this means their functionality and shape are already fixed

이것은 로봇의 기능과 형태가 구상 단계에서부터

at the moment of their conception.

이미 정해졌다는 것이죠.

So even though this arm has a really nice throw --

그러니까 이 로봇 팔이 멋지게 송구를 할 수 있다 해도

it even hit the tripod at the end--

심지어 삼각대를 맞히기까지 했지만

it's not meant for cooking you breakfast per se.

그렇다고 아침 식사까지 차려줄 수 있는 건 아니죠.

It's not really suited for scrambled eggs.

스크램블드 에그를 만들기에는 적합하지 않거든요.

So this was when I was hit by a new vision of future robotics:

제게 미래의 로봇공학에 대한 새로운 시각을 갖게 해준 것은

the transformers.

바로 트랜스포머입니다.

They drive, they run, they fly,

운전을 하고, 달리고, 날죠,

all depending on the ever-changing, new environment and task at hand.

현재 하는 일이나 늘 변화하는 새로운 환경에 따라서요.

To make this a reality,

이것을 현실화하려면

you really have to rethink how robots are designed.

로봇이 어떻게 만들어지는지에 대해 다시 생각해봐야 합니다.

So, imagine a robotic module in a polygon shape

다각형의 로봇 부품이 있습니다.

and using that simple polygon shape

그 단순한 다각형으로

to reconstruct multiple different forms

복잡한 다른 형태를 만들고

to create a new form of robot for different tasks.

다양한 작업을 하는 새로운 형태의 로봇을 만든다 상상해보세요.

In CG, computer graphics, it's not any news --

컴퓨터 그래픽이라면 새삼스러운 것도 없죠.

it's been done for a while, and that's how most of the movies are made.

여태껏 그래왔고, 지금도 영화 제작에 사용됩니다.

But if you're trying to make a robot that's physically moving,

하지만 물리적으로 작동하는 로봇을 만든다는 것은

it's a completely new story.

완전히 다른 이야기죠.

It's a completely new paradigm.

완전히 새로운 패러다임입니다.

But you've all done this.

하지만 우리 모두 해본 적 있어요.

Who hasn't made a paper airplane, paper boat, paper crane?

다들 종이비행기나 종이배, 종이학 만들어 보셨죠?

Origami is a versatile platform for designers.

종이접기는 디자이너들에게 여러모로 유용한 플랫폼입니다.

From a single sheet of paper, you can make multiple shapes,

종이 한 장으로 다양한 모양을 만들 수 있죠.

and if you don't like it, you unfold and fold back again.

그리고 마음에 안 들면 펼쳤다 다시 접으면 돼요.

Any 3D form can be made from 2D surfaces by folding,

종이접기로 2차원의 평면에서 어떤 3차원 형태든지 만들 수 있어요.

and this is proven mathematically.

수학적으로 증명된 사실입니다.

And imagine if you were to have an intelligent sheet

지능적인 종이가 있다고 상상해보세요.

that can self-fold into any form it wants,

언제든지 원하는 모양으로 스스로 접는 종이말이에요.

anytime.

And that's what I've been working on.

제가 연구 중인 게 바로 이겁니다.

I call this robotic origami,

저는 이렇게 접히는 로봇을

"robogami."

"로보가미"라고 불러요.

This is our first robogami transformation

저희의 첫 로보가미입니다.

that was made by me about 10 years ago.

제가 약 10년 전에 만들었죠.

From a flat-sheeted robot,

평평한 종이 형태의 로봇이

it turns into a pyramid and back into a flat sheet

피라미드가 되고 다시 평평해졌다가

and into a space shuttle.

우주 왕복선으로 변합니다.

Quite cute.

꽤 귀엽죠.

Ten years later, with my group of ninja origami robotic researchers --

10년 후, 현재는 팀원이 스물 두 명인,

about 22 of them right now --

닌자 종이접기 로봇 연구원들과 함께

we have a new generation of robogamis,

새로운 세대의 로보가미를 만들었습니다.

and they're a little more effective and they do more than that.

좀 더 효율적이고 그 이상의 것들을 합니다.

So the new generation of robogamis actually serve a purpose.

새로운 세대의 로보가미는 실제로 도움이 되기도 해요.

For example, this one actually navigates through different terrains autonomously.

예를 들면, 이 로봇은 다양한 지형에서 스스로 길을 찾아갑니다.

So when it's a dry and flat land, it crawls.

딱딱하고 평평한 땅 위에서는 기어갑니다.

And if it meets sudden rough terrain,

그리고 험난한 지형을 만나면

it starts rolling.

구르기 시작합니다.

It does this -- it's the same robot --

움직임이 다르지만 같은 로봇이에요.

but depending on which terrain it meets,

하지만 지형에 따라,

it activates a different sequence of actuators that's on board.

탑재된 작동 장치를 다르게 활성화합니다.

And once it meets an obstacle, it jumps over it.

그리고 장애물을 만나면, 뛰어넘습니다.

It does this by storing energy in each of its legs

다리에 저장된 에너지를 방출해

and releasing it and catapulting like a slingshot.

새총을 쏘듯 튀어 나가는 방식입니다.

And it even does gymnastics.

체조도 할 수 있습니다.

Yay.

야호.

(Laughter)

(웃음)

So I just showed you what a single robogami can do.

전 한 대의 로보가미가 혼자 할 수 있는 것들을 보여드렸습니다.

Imagine what they can do as a group.

그룹으로는 뭘 할 수 있을까요.

They can join forces to tackle more complex tasks.

더 복잡한 일을 수행하기 위해 힘을 합칩니다.

Each module, either active or passive,

적극적이든 소극적이든 각각의 부품을

we can assemble them to create different shapes.

조립해서 새로운 형태를 만들 수 있습니다.

Not only that, by controlling the folding joints,

그뿐만 아니라, 접히는 관절을 제어함으로써,

we're able to create and attack different tasks.

다양한 임무를 만들고 해결할 수 있습니다.

The form is making new task space.

형태가 새로운 작업 공간을 만들어냅니다.

And this time, what's most important is the assembly.

이번에 말씀드릴 것은, 조립이 가장 중요하다는 겁니다.

They need to autonomously find each other in a different space,

각기 다른 곳에 있는 로보가미들이 알아서 서로를 찾아가,

attach and detach, depending on the environment and task.

주변 환경이나 작업내용에 따라 조립되거나 분리되어야 합니다.

And we can do this now.

현재 가능한 일입니다.

So what's next?

그럼 그 다음은요?

Our imagination.

상상해볼까요.

This is a simulation of what you can achieve

이 부품으로 우리가 얻을 수 있는

with this type of module.

시뮬레이션입니다.

We decided that we were going to have a four-legged crawler

저희는 이렇게 네 다리로 기어 다니는 것을 만들기로 했습니다.

turn into a little dog and make small gaits.

작은 강아지로 변하고 아장아장 걸어가죠.

With the same module, we can actually make it do something else:

같은 부품으로 다른 걸 할 수도 있어요.

a manipulator, a typical, classical robotic task.

매니퓰레이터는 전형적인 로봇 작업이죠.

So with a manipulator, it can pick up an object.

물체를 들어 올릴 수 있습니다.

Of course, you can add more modules to make the manipulator legs longer

물론 부품을 추가해 다리를 더 길게 만들어

to attack or pick up objects that are bigger or smaller,

공격을 하기도 하고 더 크거나 작은 물체를 들 수 있어요.

or even have a third arm.

아니면 팔을 더 달 수도 있죠.

For robogamis, there's no one fixed shape nor task.

하지만 로보가미에게는 정해진 모양도, 임무도 없습니다.

They can transform into anything, anywhere, anytime.

언제 어디서나 어떤 형태로든 변할 수 있습니다.

So how do you make them?

그럼, 어떻게 만들까요?

The biggest technical challenge of robogami is keeping them super thin,

가장 어려운 기술을 요구했던 것은 로보가미를 아주 얇고,

flexible,

유연하면서도,

but still remaining functional.

기능을 잘하도록 하는 것이었죠.

They're composed of multiple layers of circuits, motors,

로보가미는 여러 단계로 되어 있는데

회로, 모터, 정밀 제어 장치, 그리고 센서가

microcontrollers and sensors,

all in the single body,

하나의 몸체 안에 다 들어있죠.

and when you control individual folding joints,

각각의 관절을 제어하면,

you'll be able to achieve soft motions like that

명령에 따라 이렇게 부드럽게

upon your command.

움직일 수 있습니다.

Instead of being a single robot that is specifically made for a single task,

로보가미는 단순 작업을 수행하는 로봇이 아니라,

robogamis are optimized to do multi-tasks.

다중 작업에 최적화되어 있습니다.

And this is quite important

우주에서뿐만 아니라

for the difficult and unique environments on the Earth

지구만의 혹독한 환경에 있어

as well as in space.

이 점은 아주 중요합니다.

Space is a perfect environment for robogamis.

우주는 로보가미에게 최적의 환경입니다.

You cannot afford to have one robot for one task.

매 작업에 각각 로봇을 사용할 순 없어요.

Who knows how many tasks you will encounter in space?

우주에서 얼마나 많은 작업을 하게 될지 어떻게 알겠어요?

What you want is a single robotic platform that can transform to do multi-tasks.

다중 작업을 위해 변형할 수 있는 하나의 로봇 플랫폼이 있어야 합니다.

What we want is a deck of thin robogami modules

작업을 수행하기 위해 여러 가지 일을 할 수 있는

that can transform to do multiples of performing tasks.

얇은 로보가미 부품 한 세트가 필요합니다.

And don't take my word for it,

제 말을 그대로 받아들이진 말아 주세요.

because the European Space Agency and Swiss Space Center

왜냐하면 유럽 우주국과 스위스 우주 센터가

are sponsoring this exact concept.

이 같은 개념을 후원하고 있기 때문입니다.

So here you see a couple of images of reconfiguration of robogamis,

여기 여러 모습으로 변형된 로보가미들이 있습니다.

exploring the foreign land aboveground, on the surface,

지상에서 미지의 땅을 탐사하고,

as well as digging into the surface.

표층을 뚫기도 합니다.

It's not just exploration.

단순히 탐사만 하는 것은 아닙니다.

For astronauts, they need additional help,

우주 비행사는 추가적인 도움이 필요합니다.

because you cannot afford to bring interns up there, either.

왜냐하면 인턴들까지 위로 보낼 여유는 없거든요.

(Laughter)

(웃음)

They have to do every tedious task.

그들은 온갖 지루한 작업을 합니다.

They may be simple,

단순할지 모르지만,

but super interactive.

매우 긴밀한 상호작용을 합니다.

So you need robots to facilitate their experiments,

따라서 실험을 도와줄 로봇이 필요합니다.

assisting them with the communications

의사소통을 보조하고

and just docking onto surfaces to be their third arm holding different tools.

지상에서 그들의 또 다른 팔이 되어 여러 도구를 사용할 수 있죠.

But how will they be able to control robogamis, for example,

그런데 우주 비행사들이 어떻게 로보가미를 조작할 수 있을까요?

outside the space station?

만약 우주 정거장 바깥이라면요?

In this case, I show a robogami that is holding space debris.

이 경우, 로보가미가 우주 폐기물을 잡고 있습니다.

You can work with your vision so that you can control them,

눈으로 보며 로보가미를 조종할 수 있지만,

but what would be better is having the sensation of touch

우주 비행사의 손으로 직접 전달되는

directly transported onto the hands of the astronauts.

촉감이 있다면 더 좋을 겁니다.

And what you need is a haptic device,

필요한 건 재현된 촉감을

a haptic interface that recreates the sensation of touch.

상호 연결해주는 촉각 장치입니다.

And using robogamis, we can do this.

로보가미를 이용하면, 할 수 있습니다.

This is the world's smallest haptic interface

이건 세상에서 제일 작은 촉각 전달 장치로

that can recreate a sensation of touch just underneath your fingertip.

촉감을 재현해 손가락 끝으로 느낄 수 있게 합니다.

We do this by moving the robogami

로보가미를 미세하게 움직이거나

by microscopic and macroscopic movements at the stage.

맨눈으로 보일 정도 단계까지 움직여 볼 수 있습니다.

And by having this, not only will you be able to feel

이렇게 함으로써 알 수 있는 건

how big the object is,

물체의 크기나,

the roundness and the lines,

곡면, 윤곽뿐 아니라,

but also the stiffness and the texture.

경도와 질감도 느낄 수 있습니다.

Alex has this interface just underneath his thumb,

알렉스의 엄지손가락 아래에 전달 장치가 있습니다.

and if he were to use this with VR goggles and hand controllers,

VR 고글과 조종기를 함께 사용하면,

now the virtual reality is no longer virtual.

가상현실은 더 이상 가상이 아니게 됩니다.

It becomes a tangible reality.

실재하는 현실이 됩니다.

The blue ball, red ball and black ball that he's looking at

그가 보고 있는 파란 공, 빨간 공, 검은 공은

is no longer differentiated by colors.

더 이상 색으로 구별되지 않습니다.

Now it is a rubber blue ball, sponge red ball and billiard black ball.

이제 파란 고무공, 빨간 스펀지공, 검은 당구공이 됩니다.

This is now possible.

현재 가능한 일입니다.

Let me show you.

보여드릴 게 있습니다.

This is really the first time this is shown live

이렇게 많은 대중 앞에서

in front of a public grand audience,

직접 선보이는 것은 처음입니다.

so hopefully this works.

그래서 잘 작동했으면 하네요.

So what you see here is an atlas of anatomy

지금 보시는 건 인체해부도와

and the robogami haptic interface.

로보가미의 촉각 전달 장치입니다.

So, like all the other reconfigurable robots,

재구성이 가능한 다른 로봇들과 같이,

여러 가지 작업을 처리합니다.

it multitasks.

Not only is it going to serve as a mouse,

마우스 기능만 제공하는 게 아니라,

but also a haptic interface.

촉각을 전달하기도 합니다.

So for example, we have a white background where there is no object.

예를 들어, 아무것도 없는 하얀 배경이 있다고 하죠.

That means there is nothing to feel,

느낄 수 있는 물체가 없기 때문에,

so we can have a very, very flexible interface.

전달 장치는 아주 유연합니다.

Now, I use this as a mouse to approach skin,

장치를 마우스처럼 이용해 피부와 팔근육 쪽으로,

a muscular arm,

이동합니다.

so now let's feel his biceps,

이제 이두근과 어깨를

or shoulders.

느껴보시죠.

So now you see how much stiffer it becomes.

장치가 얼마나 뻣뻣해지는지 보이실 겁니다.

Let's explore even more.

좀 더 살펴볼까요.

Let's approach the ribcage.

흉곽으로 이동합니다.

And as soon as I move on top of the ribcage

흉곽과 늑간 근육으로

and between the intercostal muscles,

위치하자마자,

which is softer and harder,

부드럽거나 딱딱해집니다.

I can feel the difference of the stiffness.

경도의 차이를 느낄 수 있어요.

Take my word for it.

믿으셔도 돼요.

So now you see, it's much stiffer in terms of the force

그러니까 제 손가락 끝으로 전달되는 일종의 힘이

it's giving back to my fingertip.

더 강해지는 거죠.

So I showed you the surfaces that aren't moving.

지금까지 움직이지 않는 것들의 표면만 느껴봤습니다.

How about if I were to approach something that moves,

만약 움직이는 물체라면 어떨까요?

for example, like a beating heart?

고동치는 심장처럼요.

What would I feel?

어떻게 느껴질까요?

(Applause)

(박수)

This can be your beating heart.

이건 여러분의 심장일 수도 있습니다.

This can actually be inside your pocket

온라인 쇼핑을 할 때 여러분의 주머니에

while you're shopping online.

있을 수도 있고요.

Now you'll be able to feel the difference of the sweater that you're buying,

이제 사려는 스웨터가 얼마나 부드러운지,

how soft it is,

정말 캐시미어가 맞는지,

if it's actually cashmere or not,

그 차이를 느껴볼 수 있고,

or the bagel that you're trying to buy,

사고 싶은 베이글이 얼마나 딱딱한지,

how hard it is or how crispy it is.

바삭한지도 알 수 있죠.

This is now possible.

현재 가능한 이야기입니다.

The robotics technology is advancing to be more personalized and adaptive,

로봇 공학은 일상의 필요에 부응하도록 더욱 맞춤형, 적응형으로

to adapt to our everyday needs.

발전하고 있습니다.

This unique specie of reconfigurable robotics

이 특별한 재구성 로봇은

is actually the platform to provide this invisible, intuitive interface

우리의 필요를 충족시키기 위해 무형의 직관적 인터페이스를 제공하는

to meet our exact needs.

플랫폼입니다.

These robots will no longer look like the characters from the movies.

이 로봇들은 더 이상 영화 속의 캐릭터 같은 것이 아니라,

Instead, they will be whatever you want them to be.

여러분이 원하는 대로 될 수 있습니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)