A robot that runs and swims like a salamander | Auke Ijspeert

번역: Hansol Ryu 검토: rosie cha

This is Pleurobot.

이것은 플로로봇(Pleurobot)입니다.

Pleurobot is a robot that we designed to closely mimic a salamander species

플로로봇은 이베리아영원 (Pleurodeles waltl)이라는 도롱뇽을

근접하게 모사하도록 저희가 설계한 로봇입니다.

called Pleurodeles waltl.

Pleurobot can walk, as you can see here,

보시다시피 플로로봇은 걸을 수 있고,

and as you'll see later, it can also swim.

나중에 보시겠지만 수영도 할 수 있습니다.

So you might ask, why did we design this robot?

이 로봇을 왜 설계했는지 궁금하실 수도 있을 겁니다.

And in fact, this robot has been designed as a scientific tool for neuroscience.

사실, 이 로봇은 신경 과학 연구에 사용될 과학적 도구로 설계되었습니다.

Indeed, we designed it together with neurobiologists

실제로 저희는 이 로봇을 신경과학자들과 함께 설계했습니다.

to understand how animals move,

동물이 어떻게 움직이는지,

and especially how the spinal cord controls locomotion.

특히 어떻게 척수가 보행을 제어하는지를 이해하는 것이 목표였습니다.

But the more I work in biorobotics,

그런데 생체 기계 분야에서 일하면 할수록

the more I'm really impressed by animal locomotion.

저는 갈수록 동물의 보행에 깊은 인상을 받게 되었습니다.

If you think of a dolphin swimming or a cat running or jumping around,

헤엄치는 돌고래, 혹은 달리거나 뛰어오르는 고양이,

혹은 우리들 사람의 운동도 그렇습니다.

or even us as humans,

when you go jogging or play tennis,

가볍게 뛰거나 테니스를 치는 동작 등을 생각해보면

we do amazing things.

우리는 놀라운 일을 하고 있는 겁니다.

And in fact, our nervous system solves a very, very complex control problem.

실제로 우리의 신경계는 매우 복잡한 제어 문제를 풀어내고 있습니다.

It has to coordinate more or less 200 muscles perfectly,

약 200개의 근육을 완벽하게 조정해야 합니다.

because if the coordination is bad, we fall over or we do bad locomotion.

그렇지 않다면 우리는 넘어지거나 잘 걷지 못하게 되겠죠.

And my goal is to understand how this works.

저의 목표는 그것이 어떻게 작동하는지를 이해하는 것입니다.

There are four main components behind animal locomotion.

동물의 보행에는 네 가지 기본적인 요소가 있습니다.

The first component is just the body,

첫 번째 요소는 몸입니다.

and in fact we should never underestimate

사실 생체 역학의 선행 연구에서 이미 동물의 보행을 어느 정도까지

to what extent the biomechanics already simplify locomotion in animals.

단순화시켰는지를 절대로 과소평가해서는 안 됩니다.

Then you have the spinal cord,

두번째 요소는 우리 몸 속에 있는 척수입니다.

and in the spinal cord you find reflexes,

이 척수에서 반사가 일어납니다.

multiple reflexes that create a sensorimotor coordination loop

여기서 일어나는 다수의 반사가 감각운동 조정 회로를 구성합니다.

between neural activity in the spinal cord and mechanical activity.

척수의 신경 활동과 몸의 기계적 작용 사이를 조정하는 회로죠.

A third component are central pattern generators.

세 번째 요소는 이 척수 내에 있는 중추 패턴 발생기(CPG)입니다.

These are very interesting circuits in the spinal cord of vertebrate animals

척추 동물의 척수에 있는 매우 흥미로운 회로인데,

that can generate, by themselves,

이 회로는 자체적으로 동작을 잘 조직화해서

very coordinated rhythmic patterns of activity

규칙적인 동작 패턴을 만들어낼 수 있습니다.

while receiving only very simple input signals.

매우 단순한 입력 신호만 받아서요.

And these input signals

마지막 요소는 이런 입력 신호들인데,

coming from descending modulation from higher parts of the brain,

뇌의 운동피질, 소뇌, 기저핵 등의 뇌의 상위부분에서

하행조정으로 내려오는 신호를 말하며,

like the motor cortex, the cerebellum, the basal ganglia,

will all modulate activity of the spinal cord

이 신호들은 우리가 보행하는 동안에

while we do locomotion.

척수의 활동을 조절합니다.

But what's interesting is to what extent just a low-level component,

그런데 흥미로운 점은 낮은 단계의 요소들인

척수와 몸만으로도

the spinal cord, together with the body,

보행 문제의 얼마나 큰 부분을 이미 해결할 수 있는가 하는 점입니다.

already solve a big part of the locomotion problem.

아마도 여러분은 닭의 머리를 잘라도 얼마간은 달릴 수 있다는 점을

You probably know it by the fact that you can cut the head off a chicken,

아실 수도 있을 겁니다.

it can still run for a while,

하위 부분, 그러니까 척수와 몸만으로도

showing that just the lower part, spinal cord and body,

보행의 큰 부분을 해결할 수 있다는 뜻이죠.

already solve a big part of locomotion.

Now, understanding how this works is very complex,

이들이 어떻게 작용하는지를 알기는 매우 복잡한데

because first of all,

왜냐하면 우선

recording activity in the spinal cord is very difficult.

척수의 활동을 기록하는 것이 매우 어렵기 때문입니다.

It's much easier to implant electrodes in the motor cortex

운동 피질에 전극을 심는 것이 척수에 심는 것 보다 훨씬 쉬운데

than in the spinal cord, because it's protected by the vertebrae.

척추가 척수를 감싸고 보호하고 있기 때문입니다.

Especially in humans, very hard to do.

사람에게는 특히 더 어렵죠.

A second difficulty is that locomotion is really due to a very complex

두 번째 어려움은 보행이 앞서 말씀드린 네 가지 요소 사이의

and very dynamic interaction between these four components.

정말이지 매우 복잡하고 동적인 관계에 의존하기 때문입니다.

So it's very hard to find out what's the role of each over time.

그래서 매 순간에 각 요소가 무슨 역할을 하는지 알아내기가 어렵습니다.

This is where biorobots like Pleurobot and mathematical models

이 점이 플로로봇 같은 생체 기계와 수학적 모델이

can really help.

기여할 수 있는 부분입니다.

So what's biorobotics?

그렇다면 생체 기계는 무엇일까요?

Biorobotics is a very active field of research in robotics

생체 기계는 로봇 공학에서 매우 연구가 활발한 분야입니다.

where people want to take inspiration from animals

사람들은 동물에 착안해서

to make robots to go outdoors,

실외에서 사용할 수 있는 로봇을 만드는 연구를 하고 있습니다.

like service robots or search and rescue robots

예를 들어 서비스 로봇이나 수색 및 구조 로봇,

or field robots.

야외용 로봇 등이 있습니다.

And the big goal here is to take inspiration from animals

이 분야의 큰 목표는 동물에 착안해서

to make robots that can handle complex terrain --

복잡한 지형에 대처할 수 있는 로봇을 만드는 것입니다.

stairs, mountains, forests,

계단이나 산, 숲 등이요.

places where robots still have difficulties

기존의 로봇들이 잘 대처하지 못하지만

and where animals can do a much better job.

동물들은 훨씬 잘 대처할 수 있는 장소들입니다.

The robot can be a wonderful scientific tool as well.

또한 로봇은 훌륭한 과학적 도구가 될 수 있습니다.

There are some very nice projects where robots are used,

로봇이 사용되는 멋진 프로젝트가 몇 가지 있는데

like a scientific tool for neuroscience, for biomechanics or for hydrodynamics.

신경과학이나 생체역학, 유체역학 등에 과학적 도구로 이용할 수 있죠.

And this is exactly the purpose of Pleurobot.

그리고 그것이 바로 플로로봇의 목적입니다.

So what we do in my lab is to collaborate with neurobiologists

연구실에서 저희가 하는 일은 프랑스 보르도의 진-마리 카벨겐 같은

like Jean-Marie Cabelguen, a neurobiologist in Bordeaux in France,

신경과학자들과 협력해서

and we want to make spinal cord models and validate them on robots.

척수에 대한 모델을 만들고 이를 로봇을 통해 입증하는 것입니다.

And here we want to start simple.

저희는 간단한 것에서 시작하고자 했습니다.

So it's good to start with simple animals

매우 원시적인 물고기인 칠성장어 등

like lampreys, which are very primitive fish,

단순한 동물에서 시작하는 것이 좋죠.

and then gradually go toward more complex locomotion,

그리고 점차 보다 복잡한 운동,

like in salamanders,

도롱뇽의 보행이나

but also in cats and in humans,

고양이와 사람 등 포유류의 보행 등으로 발전시키는 겁니다.

in mammals.

And here, a robot becomes an interesting tool

여기서 로봇은 저희 모델을 입증하기 위한

to validate our models.

흥미로운 도구가 될 수 있습니다.

And in fact, for me, Pleurobot is a kind of dream becoming true.

실은 저에게 플로로봇은 꿈을 실현시킨 것이기도 합니다.

Like, more or less 20 years ago I was already working on a computer

그러니까, 20년도 더 전부터 저는 컴퓨터를 이용해서

making simulations of lamprey and salamander locomotion

칠성장어와 도롱뇽의 움직임을 시뮬레이션하는 연구를 하고 있었습니다.

during my PhD.

그때는 박사 과정 중이었죠.

But I always knew that my simulations were just approximations.

하지만 저는 저의 시뮬레이션이 단지 근사일 뿐임을 알고있었습니다.

Like, simulating the physics in water or with mud or with complex ground,

예를 들어 물이나 진흙, 복잡한 지표면에 대한 물리 시뮬레이션은

it's very hard to simulate that properly on a computer.

컴퓨터에 바르게 구현하기가 매우 어렵습니다.

Why not have a real robot and real physics?

그렇다면 실제 로봇과 실제 물리학을 사용하면 되지 않을까요?

So among all these animals, one of my favorites is the salamander.

여러 동물 중에서 제가 좋아하는 동물 하나가 도롱뇽입니다.

You might ask why, and it's because as an amphibian,

왜인지 궁금하실 텐데요, 그 이유는 도롱뇽이 속한 양서류가

it's a really key animal from an evolutionary point of view.

진화의 관점에서 매우 핵심적인 위치를 차지하기 때문입니다.

이들은 훌륭한 연결 고리가 되어 줍니다.

It makes a wonderful link between swimming,

뱀장어나 물고기가 물에서 헤엄치는 것과

as you find it in eels or fish,

고양이나 사람 등 포유류가 사족 보행하는 것 사이의 연결 고리죠.

and quadruped locomotion, as you see in mammals, in cats and humans.

And in fact, the modern salamander

실제로 현 시대의 도롱뇽은

is very close to the first terrestrial vertebrate,

최초로 육지에 나왔던 척추 동물과 매우 유사합니다.

살아있는 화석이라고 할 수 있을 정도죠.

so it's almost a living fossil,

which gives us access to our ancestor,

우리의 조상, 육지에 사는 모든 사족 동물들의

the ancestor to all terrestrial tetrapods.

조상에 이르는 길을 보여줍니다.

So the salamander swims

도롱뇽이 헤엄치는 방법은

by doing what's called an anguilliform swimming gait,

뱀장어 형태의 헤엄이라 불립니다.

머리에서 꼬리에 이르는 근육이 진행하는 파동처럼 활성화됩니다.

so they propagate a nice traveling wave of muscle activity from head to tail.

And if you place the salamander on the ground,

도롱뇽을 땅에 내려놓으면

it switches to what's called a walking trot gait.

빠른 걸음으로 걷는 형태의 보행으로 바뀝니다.

이 경우 도롱뇽의 다리는 아주 주기적으로 운동하는데

In this case, you have nice periodic activation of the limbs

which are very nicely coordinated

이 운동이 매우 잘 조정되고 있으며,

with this standing wave undulation of the body,

몸은 정상파 형태의 파동을 그리는 것을 알 수 있습니다.

and that's exactly the gait that you are seeing here on Pleurobot.

플로로봇에 구현된 보행과 같죠.

Now, one thing which is very surprising and fascinating in fact

무척 놀라우면서 흥미로운 사실 하나는

is the fact that all this can be generated just by the spinal cord and the body.

이 모든 움직임이 단지 척수와 몸만으로 가능하다는 점입니다.

만약 도롱뇽의 대뇌를 제거한다면

So if you take a decerebrated salamander --

it's not so nice but you remove the head --

- 못된 일이지만, 도롱뇽의 머리를 제거하면 말입니다 -

척수에 전기 자극을 주었을 때

and if you electrically stimulate the spinal cord,

at low level of stimulation this will induce a walking-like gait.

자극이 낮을 때는 걷는 동작을 유발하게 되고,

조금 더 강하게 자극하면 가속 보행을 유발합니다.

If you stimulate a bit more, the gait accelerates.

And at some point, there's a threshold,

어느 순간, 기준이 되는 점을 지나면

and automatically, the animal switches to swimming.

자동적으로 이 동물은 헤엄을 치기 시작합니다.

This is amazing.

정말 놀라운 일입니다.

Just changing the global drive,

그저 전체적인 구동을 바꿈으로써,

as if you are pressing the gas pedal

그러니까 마치 가속 페달을 밟듯

of descending modulation to your spinal cord,

척수로 내려가는 명령을 바꾸기만 하면

makes a complete switch between two very different gaits.

서로 굉장히 다른 두 가지 움직임을 오갈 수 있다는 뜻입니다.

And in fact, the same has been observed in cats.

사실, 같은 현상은 고양이에게서도 발견됩니다.

If you stimulate the spinal cord of a cat,

고양이의 척수를 자극하면

걷는 동작, 가볍게 뛰는 동작, 전속력 달리기 사이에서 전환할 수 있습니다.

you can switch between walk, trot and gallop.

Or in birds, you can make a bird switch between walking,

혹은 새에게서, 낮은 정도의 자극을 주면

at a low level of stimulation,

걷도록 할 수 있고,

and flapping its wings at high-level stimulation.

높은 정도의 자극에서는 날개를 치게 할 수 있습니다.

And this really shows that the spinal cord

이 모든 것을 통해서 척수가

is a very sophisticated locomotion controller.

매우 정교한 보행 제어기임을 알 수 있습니다.

So we studied salamander locomotion in more detail,

그래서 저희는 도롱뇽의 보행을 더 자세히 연구했습니다.

and we had in fact access to a very nice X-ray video machine

저희는 잘 만들어진 엑스레이 영상 장비를 사용할 수 있었습니다.

from Professor Martin Fischer in Jena University in Germany.

독일 예나 대학의 마틴 피셔 교수님의 도움을 받았습니다.

덕분에 그 장치를 이용해서

And thanks to that, you really have an amazing machine

뼈의 움직임을 매우 상세하게 기록할 수 있었습니다.

to record all the bone motion in great detail.

That's what we did.

저희는 이를 통해

So we basically figured out which bones are important for us

어떤 뼈가 저희에게 중요한지를 알아낼 수 있었고

and collected their motion in 3D.

이 뼈들의 3차원 움직임 정보를 수집할 수 있었습니다.

And what we did is collect a whole database of motions,

저희는 모든 동작에 대한 정보를 수집해 데이터 베이스를 만들었습니다.

both on ground and in water,

땅 위에서와 물 속에서 모두요.

to really collect a whole database of motor behaviors

실제 동물이 할 수 있는 모든 행동에 대한 운동 정보를

that a real animal can do.

수집하고자 했습니다.

And then our job as roboticists was to replicate that in our robot.

그 다음 저희는 로봇 공학자로서 저희 로봇에 그것을 모사했습니다.

알맞은 구조를 알아내기 위해 여러 최적화 과정을 거쳤습니다.

So we did a whole optimization process to find out the right structure,

where to place the motors, how to connect them together,

모터는 어디에 둘 것인지, 각 부분을 어떻게 체결할 것인지 등을 결정했죠.

실제 움직임을 가능한 잘 재현하는 것을 목표로 했습니다.

to be able to replay these motions as well as possible.

And this is how Pleurobot came to life.

이것이 플로로봇을 만든 과정입니다.

그러면 이제 이 로봇이 얼마나 실제 동물과 흡사한지를 보겠습니다.

So let's look at how close it is to the real animal.

So what you see here is almost a direct comparison

여러분이 보시는것은 실제 동물과 플로로봇의 보행을

between the walking of the real animal and the Pleurobot.

거의 직접적으로 비교한 것입니다.

거의 일대일로 상응하는 정확한 보행 모사가 이루어진 것을

You can see that we have almost a one-to-one exact replay

of the walking gait.

확인하실 수 있습니다.

If you go backwards and slowly, you see it even better.

되감기해서 천천히 보시면 더 잘 보실 수 있죠.

But even better, we can do swimming.

더욱이, 이 로봇은 헤엄도 칠 수 있습니다.

So for that we have a dry suit that we put all over the robot --

그래서 저희는 방수복을 만들어서 로봇에 뒤집어씌웠습니다.

(Laughter)

(웃음)

방수복을 입힌 채 물에 넣으면 헤엄을 재현해볼 수 있습니다.

and then we can go in water and start replaying the swimming gaits.

And here, we were very happy, because this is difficult to do.

매우 어려운 일을 해낸 것이어서 저희는 정말로 기쁘게 생각합니다.

The physics of interaction are complex.

물체와 주변 사이의 상호 작용에 연관된 물리학은 매우 복잡합니다.

Our robot is much bigger than a small animal,

작은 동물에 비해서 저희 로봇이 꽤 크기 때문에

so we had to do what's called dynamic scaling of the frequencies

동적 주파수 조정이라는 과정을 통하여

to make sure we had the same interaction physics.

상호 작용의 물리적 특성이 동일하도록 했습니다.

But you see at the end, we have a very close match,

보시다시피 끝내는 아주 근접한 대응 관계를 만들어낼 수 있었습니다.

and we were very, very happy with this.

이에 대해 매우 기뻤죠.

So let's go to the spinal cord.

그럼 이제 척수에 대해 알아보겠습니다.

So here what we did with Jean-Marie Cabelguen

저희가 진-마리 카벨겐과 함께 한 것은

is model the spinal cord circuits.

척수의 회로를 모델링하는 연구였습니다.

And what's interesting is that the salamander

흥미로운 점은 도롱뇽이

has kept a very primitive circuit,

여전히 매우 원시적인 회로를 유지하고 있다는 점입니다.

which is very similar to the one we find in the lamprey,

장어 종류의 원시 물고기인

this primitive eel-like fish,

칠성 장어와 흡사한 회로죠.

and it looks like during evolution,

그리고 진화 과정에서

new neural oscillators have been added to control the limbs,

보행을 위해 다리를 제어하는

새로운 신경 진동자가 추가된 것으로 보입니다.

to do the leg locomotion.

And we know where these neural oscillators are

이러한 신경 진동자가 있다는 것은 이미 알려져있지만

but what we did was to make a mathematical model

저희가 한 일은 수학적 모델을 만들어서

이들이 어떻게 결합되어야 두 가지 매우 다른 움직임이

to see how they should be coupled

to allow this transition between the two very different gaits.

서로 전환될 수 있는지를 알아내는 것이었습니다.

And we tested that on board of a robot.

저희는 로봇을 이용해 모델을 검증했습니다.

And this is how it looks.

저희가 만든 로봇은 이와 같습니다.

So what you see here is a previous version of Pleurobot

지금 보시는 것은 플로로봇의 예전 버전입니다.

that's completely controlled by our spinal cord model

로봇 보드에 프로그램된 저희의 척수 모델에 의해서

programmed on board of the robot.

완전히 제어되고 있습니다.

And the only thing we do

저희가 한 것은 다만

is send to the robot through a remote control

원격 조종을 통해 로봇에게

the two descending signals it normally should receive

두 가지 신호를 보낸 것입니다.

원래라면 뇌의 상위 부분에서 내려왔을 신호죠.

from the upper part of the brain.

And what's interesting is, by playing with these signals,

흥미로운 점은, 이러한 신호를 이용해서

보행의 속도, 방향, 종류를 모두 제어할 수 있다는 점입니다.

we can completely control speed, heading and type of gait.

For instance,

예를 들어

when we stimulate at a low level, we have the walking gait,

낮은 정도의 자극을 가하면 보행이 나타납니다.

and at some point, if we stimulate a lot,

어느 순간 자극을 증가시키다 보면

very rapidly it switches to the swimming gait.

로봇은 헤엄치는 동작으로 빠르게 움직임을 전환합니다.

And finally, we can also do turning very nicely

또한 방향 전환도 잘 할 수 있는데

by just stimulating more one side of the spinal cord than the other.

이를 위해 척수의 한쪽을 다른 쪽보다 더 자극하기만 하면 됩니다.

And I think it's really beautiful

자연이 어떻게 몸의 제어를 분산했는지를 생각하면

how nature has distributed control

몹시 아름답다는 생각이 듭니다.

to really give a lot of responsibility to the spinal cord

제어를 분산해서 척수가 많은 역할을 맡도록 하고,

따라서 뇌의 상위 부분이 근육 하나하나에 신경쓸 필요가 없게 됩니다.

so that the upper part of the brain doesn't need to worry about every muscle.

It just has to worry about this high-level modulation,

고차원적인 조정만을 신경쓰면 되고,

모든 근육을 조정하는 것은 척수의 역할이 됩니다.

and it's really the job of the spinal cord to coordinate all the muscles.

So now let's go to cat locomotion and the importance of biomechanics.

이제 고양이의 보행과 생체 역학의 중요성에 대해 살펴보겠습니다.

다른 프로젝트를 소개해 드리겠습니다.

So this is another project

where we studied cat biomechanics,

고양이의 생체 역학을 연구해서

and we wanted to see how much the morphology helps locomotion.

형태학이 보행에 얼마나 도움을 주는지 알아보려는 연구입니다.

And we found three important criteria in the properties,

저희는 다리에 관한

세 가지 중요한 특성을 찾아냈습니다.

basically, of the limbs.

The first one is that a cat limb

첫 번째는 고양이의 다리가

more or less looks like a pantograph-like structure.

거의 팬터그래프와 흡사한 구조를 가진다는 점입니다.

So a pantograph is a mechanical structure

팬터그래프는 기계적 구조로,

which keeps the upper segment and the lower segments always parallel.

위쪽 분절과 아래쪽 분절이 항상 평행하게 유지됩니다.

So a simple geometrical system that kind of coordinates a bit

그러니까 각 분절의 내부 움직임을

잘 조절해 주는 간단한 기하학적 시스템입니다.

the internal movement of the segments.

A second property of cat limbs is that they are very lightweight.

고양이 다리의 두 번째 특성은 매우 가볍다는 점입니다.

Most of the muscles are in the trunk,

대부분의 근육은 몸통에 있는데,

which is a good idea, because then the limbs have low inertia

다리의 관성을 줄임으로써 빠르게 움직일 수 있다는 점에서

and can be moved very rapidly.

훌륭한 구조입니다.

The last final important property is this very elastic behavior of the cat limb,

마지막 중요한 특성은 고양이 다리가 매우 탄성 있는 특성이 있어서

so to handle impacts and forces.

충격과 힘에 대처할 수 있다는 점입니다.

And this is how we designed Cheetah-Cub.

이 방법으로 저희는 치타-커브를 설계했습니다.

치타-커브를 무대로 불러 봅시다.

So let's invite Cheetah-Cub onstage.

So this is Peter Eckert, who does his PhD on this robot,

이 학생은 이 로봇으로 박사 연구를 하고 있는 피터 에케르트입니다.

and as you see, it's a cute little robot.

보시다시피 귀엽고 작은 로봇입니다.

It looks a bit like a toy,

꼭 장난감 같아 보이기도 하지만

but it was really used as a scientific tool

실제로 과학적 도구로써

to investigate these properties of the legs of the cat.

고양이 다리의 움직임을 연구하는 데에 사용되었습니다.

So you see, it's very compliant, very lightweight,

보시다시피 유연하고 가벼우며 탄성이 강합니다.

and also very elastic,

so you can easily press it down and it will not break.

그래서 쉽게 누를 수 있지만 망가지지 않습니다.

It will just jump, in fact.

사실은 그저 뛰어오르죠.

And this very elastic property is also very important.

이런 강한 탄성은 매우 중요한 특성입니다.

And you also see a bit these properties

그리고 다리의 세 분절이 팬터그래프 역할을 하는

of these three segments of the leg as pantograph.

특성도 확인하실 수 있습니다.

Now, what's interesting is that this quite dynamic gait

여기서 흥미로운 점은, 이 로봇의 꽤 역동적인 보행이

is obtained purely in open loop,

개회로를 통해 제어된다는 사실입니다.

meaning no sensors, no complex feedback loops.

센서 없이, 복잡한 피드백 회로 없이 제어가 이루어진다는 뜻입니다.

And that's interesting, because it means

이 점이 흥미로운데, 기구학적 구조만으로

that just the mechanics already stabilized this quite rapid gait,

꽤 빠른 보행에서의 안정성을 확보할 수 있다는 뜻이기 때문입니다.

and that really good mechanics already basically simplify locomotion.

그리고 그러한 구조가 이미 보행을 단순화하고 있다는 뜻입니다.

To the extent that we can even disturb a bit locomotion,

심지어 보행에 약간의 외란을 가할 수도 있습니다.

as you will see in the next video,

다음 영상에서 보실 텐데,

where we can for instance do some exercise where we have the robot go down a step,

예를 들어 턱을 내려가는 로봇의 예시를 볼 수 있습니다.

and the robot will not fall over,

이 상황에서 로봇이 넘어지지 않는데,

which was a surprise for us.

저희에게는 놀라운 결과였죠.

평지 보행과 비교하면 작은 차이지만

This is a small perturbation.

I was expecting the robot to immediately fall over,

저는 로봇이 즉시 균형을 잃을 것이라고 예상했습니다.

because there are no sensors, no fast feedback loop.

왜냐하면 센서도 없고 빠른 피드백 회로도 없는 로봇이니까요.

하지만 아니었습니다. 기구학적 구조만으로 안정된 보행을 얻었고

But no, just the mechanics stabilized the gait,

and the robot doesn't fall over.

로봇은 균형을 잃지 않았습니다.

Obviously, if you make the step bigger, and if you have obstacles,

물론 턱이 더 커지거나 장애물이 있다면

you need the full control loops and reflexes and everything.

완전한 제어 회로와 반사 반응 등 모든 것이 있어야 합니다.

But what's important here is that just for small perturbation,

하지만 여기서 중요한 것은, 작은 변화에 대해서는

the mechanics are right.

기구학적 구조만으로도 충분히 대처할 수 있다는 점입니다.

And I think this is a very important message

저는 이것이 생체역학과 로봇공학에서 신경과학 분야에 전달할 수 있는

from biomechanics and robotics to neuroscience,

중요한 메시지라고 생각합니다.

saying don't underestimate to what extent the body already helps locomotion.

몸 자체가 보행에 얼마나 큰 역할을 하는지 과소평가해서는 안 된다는 거죠.

Now, how does this relate to human locomotion?

그렇다면 이것이 사람의 보행과는 어떤 관계가 있을까요?

Clearly, human locomotion is more complex than cat and salamander locomotion,

사람의 보행은 명백히 고양이나 도롱뇽의 보행보다 복잡합니다.

but at the same time, the nervous system of humans is very similar

하지만 동시에, 사람의 신경계는

다른 척추 동물의 신경계와 매우 유사합니다.

to that of other vertebrates.

And especially the spinal cord

특히 척수는

is also the key controller for locomotion in humans.

사람의 보행에서도 주요한 제어기입니다.

That's why, if there's a lesion of the spinal cord,

그것이 바로 척수에 손상이 있을 때

this has dramatic effects.

심각한 결과가 나타나는 이유입니다.

The person can become paraplegic or tetraplegic.

척수에 손상을 입은 사람은 하반신이나 사지 마비 증상을 겪을 수도 있습니다.

This is because the brain loses this communication

이것은 뇌가 척수와 서로 신호를

전달할 수 없게 되었기 때문입니다.

with the spinal cord.

특히, 보행을 시작하고 조정하게 하는 신호를

Especially, it loses this descending modulation

to initiate and modulate locomotion.

뇌에서 전달할 수 없게 됩니다.

So a big goal of neuroprosthetics

그래서 신경 과학의 큰 목표 중 하나는

is to be able to reactivate that communication

전기적이나 화학적 자극을 통하여

using electrical or chemical stimulations.

이러한 신호를 다시 주고받을 수 있도록 하는 겁니다.

And there are several teams in the world that do exactly that,

세계에는 바로 그 연구를 진행하고 있는 팀이 몇 있고

especially at EPFL.

특히 로잔 공과대학에서는

저와 공동 연구를 하고 있는 동료 그레그와르 쿠르틴과

My colleagues Grégoire Courtine and Silvestro Micera,

실베스트로 미세라가 연구하고 있습니다.

with whom I collaborate.

But to do this properly, it's very important to understand

하지만 이 일을 제대로 해내기 위해서는

척수가 어떻게 기능하는지,

how the spinal cord works,

how it interacts with the body,

몸과는 어떻게 상호작용하는지,

and how the brain communicates with the spinal cord.

뇌는 어떻게 척수와 신호를 주고받는지 등에 관하여 잘 이해해야 합니다.

This is where the robots and models that I've presented today

이 점이 오늘 제가 말씀드린 로봇과 모델이

will hopefully play a key role

그러한 중요한 목표를 향해 가는 데에

towards these very important goals.

중요한 역할을 하리라고 기대되는 부분입니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)

브루노 기사니: 아우케, 당신의 연구실에서 만든 다른 로봇을 봤는데

Bruno Giussani: Auke, I've seen in your lab other robots

that do things like swim in pollution

오염된 물에서 헤엄치면서

and measure the pollution while they swim.

오염의 정도를 측정하더군요.

But for this one,

그런데 이 로봇에 대해서는,

you mentioned in your talk, like a side project,

아까 강연에서 부차적인 프로젝트로

수색과 구조에 대해 언급하셨죠.

search and rescue,

and it does have a camera on its nose.

그리고 이 로봇은 코에 카메라가 달려있네요.

아우케 이스페에르트: 맞습니다. 그러니까 이 로봇과 관련해

Auke Ijspeert: Absolutely. So the robot --

We have some spin-off projects

일종의 파생 프로젝트가 있는데,

이 로봇을 이용해 탐색과 구조, 조사 작업을 하려는 프로젝트입니다.

where we would like to use the robots to do search and rescue inspection,

지금 로봇이 여러분을 보고 있죠.

so this robot is now seeing you.

큰 목표로는, 만약 누군가 어려운 상황에 처해있다면

And the big dream is to, if you have a difficult situation

like a collapsed building or a building that is flooded,

그러니까 예를 들어 무너지거나 물에 잠긴 건물에 있다고 하면

and this is very dangerous for a rescue team or even rescue dogs,

구조 팀이나 구조견에게도 몹시 위험한 상황이거든요.

why not send in a robot that can crawl around, swim, walk,

그렇다면 기어가고 헤엄치며, 걸을 수 있는 로봇을 보내서

with a camera onboard to do inspection and identify survivors

장착된 카메라로 상황을 살펴보고 생존자를 식별할 수도 있지 않을까요?

and possibly create a communication link with the survivor.

그리고 어쩌면 생존자와 통신할 수도 있겠죠.

브루노: 물론입니다. 생존자가 로봇의 모양새에 겁먹지만 않는다면요.

BG: Of course, assuming the survivors don't get scared by the shape of this.

AI: Yeah, we should probably change the appearance quite a bit,

아우케: 네, 아마도 모양을 조금 바꾸는 것이 좋을 것 같습니다.

because here I guess a survivor might die of a heart attack

이 로봇이 자신을 잡아먹을까봐 겁을 먹은 생존자가

just of being worried that this would feed on you.

심장 마비로 죽을 수도 있으니까요

But by changing the appearance and it making it more robust,

하지만 모양을 조금 바꾸고 더 견고하게 만든다면

I'm sure we can make a good tool out of it.

이를 훌륭하게 사용할 수 있을 것이라고 확신합니다.

BG: Thank you very much. Thank you and your team.

브루노: 감사합니다. 교수님과 팀 모두에게 감사드립니다.