휴머노이드 로봇

[섬네일|[미국 항공 우주국(NASA)의 휴머노이드 로봇 발키리(R5)]]
**휴머노이드 로봇**(humanoid robot)은 인체의 형태를 닮은 로봇이다. 이러한 설계는 인간의 도구 및 환경과 상호 작용하거나 인간과 함께 작업하는 등의 기능적 목적, 이족보행 locomotion에 대한 연구와 같은 실험적 목적, 또는 기타 다른 목적을 목표로 할 수 있다. 일반적으로 휴머노이드 로봇은 몸통, 머리, 두 팔, 두 다리를 포함하는 의인화된 디자인이 특징이다. 그러나 일부 휴머노이드 로봇은 앞서 언급된 구성 요소 중 일부만 포함하는 등 신체 복제 범위가 더 제한적일 수도 있다. 안드로이드는 인체의 모습과 더욱 유사하게 설계된 휴머노이드 로봇이다. 여성의 외형을 가진 로봇을 지칭할 때는 가끔 "가이노이드"라는 용어가 사용된다.

## 개요
디자인은 인간 도구 및 환경과의 상호 작용과 같은 기능적 목적, 이족보행 연구와 같은 실험 목적 또는 기타 목적을 위한 것일 수 있다. 일반적으로 휴머노이드 로봇에는 몸통, 머리, 두 개의 팔, 두 개의 다리가 있지만 일부 휴머노이드 로봇은 예를 들어 허리 위까지 신체의 일부만 복제할 수 있다. 일부 휴머노이드 로봇에는 눈이나 입과 같은 인간의 얼굴 특징을 복제하도록 설계된 머리도 있다. 안드로이드는 인간과 미학적으로 유사하게 만들어진 인간형 로봇이다. 2045년 휴머노이드 로봇 관련 반도체 시장이 3050억 달러(약 450조원) 규모로 커질 전망이다.

## 역사
휴머노이드 로봇의 개념은 세계의 여러 다양한 문화에서 유래했다. 휴머노이드 자동기계(automata)에 대한 아이디어의 초기 기록 중 일부는 고대 그리스 신화와 중국의 다양한 종교 및 철학 텍스트에서 기원전 4세기로 거슬러 올라간다. 휴머노이드 자동기계의 물리적 프로토타입은 이후 중동, 이탈리아, 일본, 프랑스 및 대한민국에서 제작되었다.

### 그리스
대장장이의 신 헤파이스토스는 여러 신화에서 다양한 휴머노이드 자동기계를 만들었다. 호메로스의 일리아스에서 헤파이스토스는 황금 시녀들을 만들고 그들에게 인간과 같은 목소리를 불어넣어 말하는 도구나 기구로 사용했다. 또 다른 그리스 신화는 헤파이스토스가 침입자로부터 크레타 섬을 보호하기 위해 탈로스라는 이름의 거대한 청동 자동기계를 제작한 과정을 상세히 설명한다.

### 중국
기원전 3세기, 중국의 철학자 열자가 쓴 도교 철학 서적인 《열자》에는 휴머노이드 자동기계에 대한 아이디어가 상세히 기술되어 있다. 이 텍스트에는 기술자 언사가 주나라의 다섯 번째 왕인 주 목왕을 위해 실물 크기의 인간과 닮은 로봇을 만들었다는 언급이 포함되어 있다. 이 로봇은 주로 가죽과 나무로 제작되었다. 걷고, 노래하고, 신체의 모든 부위를 움직일 수 있었다.

### 중동
13세기, 이슬람 기술자 알 자자리는 다양한 휴머노이드 자동기계를 설계했다. 그는 액체 저장소에서 음료를 분배하고 자동문을 통해 나타나 서비스를 제공하는 여종업원 로봇을 만들었다. 그가 만든 또 다른 자동기계는 손을 씻는 데 사용되었으며, 물을 비운 후 세면대에 다시 물을 채우는 역할을 했다.

### 이탈리아
[섬네일|내부 작동 구조를 보여주는 [레오나르도의 로봇 모델]]
1400년대에 레오나르도 다 빈치는 갑옷을 입고 앉고, 서고, 팔을 독립적으로 움직일 수 있는 복잡한 기계식 로봇을 구상했다. 로봇 전체는 도르래와 케이블 시스템에 의해 작동되었다.

### 일본
17세기부터 19세기까지 일본인들은 가라쿠리라고 불리는 휴머노이드 자동기계를 제작했다. 이 인형들은 인형을 닮았으며 연극, 가정, 종교 축제에서 오락용으로 사용되었다. 연극 공연에 사용된 가라쿠리 인형은 부타이 가라쿠리라고 불렸다. 자시키 가라쿠리라고 불리는 가정용 소형 가라쿠리 인형은 탁자 위에 놓여 춤을 추거나 북을 치고 음료를 서빙했다. 종교 축제에서 사용된 인형은 다시 가라쿠리로 알려져 있으며, 신화와 전설을 재현하는 역할을 했다.

### 프랑스
18세기에 프랑스의 발명가 자크 드 보캉송은 '플루트 연주자'라는 중요한 휴머노이드 자동기계를 제작했다. 나무로 만든 이 실물 크기의 로봇은 플루트로 다양한 멜로디를 연주할 수 있었다. 플루트 연주에 필요한 근육을 모방하기 위해 풀무, 파이프, 추 및 기타 기계적 부품 시스템으로 구성되었다.

### 대한민국
한국과학기술원(KAIST) 연구팀은 대한민국 최초의 휴머노이드 로봇인 휴보를 개발했으며, 팀을 이끌었던 오준호 교수는 2011년에 레인보우로보틱스를 설립했다. 2025년, 대한민국 정부는 기업, 연구자, 인재들로 구성된 동맹인 K-휴머노이드 연합을 결성했다.

2025년 5월, 대한민국 정부는 최고 초속 3.3ｍ 이상으로 이동하고 전신 조작 구현을 통해 20㎏ 이상의 중량물을 운반할 수 있는 휴머노이드 로봇 구동기 및 프레임 설계·제조·공정 기술을 국가첨단전략기술로 지정하였다.

2026년 산업통상부와 로봇 업계가 협력한 '휴머노이드 MAX(맥스) 얼라이언스'는 이번 CES에서 처음으로 '휴머노이드 공동관(K-HEROID)'을 구성하여 에이로봇을 비롯한 휴머노이드 플랫폼, 인공지능(AI), 부품사 등 10개 기업이 직접 참여해 한국의 휴머노이드 생태계를 선보일 예정이다.

현대차그룹이 2028년 가동을 목표로 미국 조지아주나 앨라배마주 인근에 3만 대의 연간 생산 규모의 휴머노이드 로봇 전용 공장 설립을 추진 중이다.

## 응용 분야
[섬네일|left|2009년 이탈리아 제노바 과학 축제에서의 [iCub 로봇]]
휴머노이드 로봇은 현재 여러 과학 분야에서 연구 도구로 사용된다. 연구자들은 휴머노이드 로봇을 제작하기 위해 인체 구조와 행동(생체역학)을 연구한다. 반면에 인체를 시뮬레이션하려는 시도는 인체에 대한 더 나은 이해로 이어진다. 인간 인지는 지각 및 운동 기술을 습득하기 위해 감각 정보로부터 인간이 어떻게 학습하는지에 초점을 맞춘 연구 분야이다. 이 지식은 인간 행동의 계산 모델을 개발하는 데 사용되며 시간이 지남에 따라 개선되고 있다.

매우 진보된 로봇 공학이 일반 인간의 강화를 촉진할 것이라는 제안도 있다. 트랜스휴머니즘을 참조하라.

### 의료 및 연구
휴머노이드 로봇은 의료 및 생명공학 분야뿐만 아니라 생체역학 및 인지 과학과 같은 다른 연구 분야에서도 귀중한 자원이다. 휴머노이드 로봇은 사지 결손과 같은 신체 장애가 있는 개인을 위한 복잡한 보철을 개발하는 데 사용되고 있다. WABIAN-2는 환자의 하지 재활을 돕기 위해 제작된 새로운 의료용 휴머노이드 로봇이다.

휴머노이드 연구의 초기 목표는 인간을 위한 더 나은 보조기 및 보철물을 제작하는 것이었지만, 두 분야 사이에 지식이 이전되었다. 신경근 장애인을 위한 동력 다리 보철물, 발목-발 보조기, 생물학적으로 사실적인 다리 보철물 및 전완 보철물이 몇 가지 예이다.

휴머노이드 로봇은 개인화된 헬스케어 보조 기구의 실습 및 개발을 위한 테스트 대상으로 사용될 수 있으며, 본질적으로 노인과 같은 인구 통계를 위한 로봇 간호사 역할을 수행한다. 휴머노이드는 접수처 관리자나 자동차 제조 라인 작업자와 같은 일부 절차 중심 직업에도 적합하다. 본질적으로 이들은 인간의 형태에 맞춰 설계된 도구를 사용하고 장비 및 차량을 조작할 수 있으므로, 적절한 소프트웨어만 있다면 이론적으로 인간이 할 수 있는 모든 작업을 수행할 수 있다. 그러나 이를 수행하는 복잡성은 매우 거대하다.

### 엔터테인먼트
섬네일|로봇 전시회 중 연출된 복싱 경기에서의 휴머노이드 로봇들.
휴머노이드 로봇은 프로메테우스와 같은 신화적 인물부터 초기 자동기계 및 SF 영화의 기계 캐릭터에 이르기까지 오랫동안 엔터테인먼트와 허구에 등장해 왔다. 현대의 테마파크에서 휴머노이드 기계는 인간의 움직임, 얼굴 표정, 목소리를 모방하는 정교한 애니매트로닉스로 널리 사용된다. 월트 디즈니 이미지니어링의 연구 그룹은 "스턴트로닉스"를 개발했는데, 이는 탑재된 감지 및 제어 기능을 사용하여 쇼 중에 공중 제비와 포즈를 수행하는 자유 비행 휴머노이드 스턴트 대역으로, 슈퍼히어로와 같은 캐릭터가 인간 연기자에게 위험할 수 있는 스턴트를 실행할 수 있게 해준다.

테마파크 외에도 휴머노이드 로봇은 라이브 스포츠 스타일의 이벤트 및 대회에 점점 더 많이 등장하고 있다. 2025년 중국 로봇 기업 위슈커지는 세계 최초의 휴머노이드 로봇 복싱 대회를 실시간 스트리밍했으며, 원격 제어와 짧은 자율 시퀀스를 결합하여 소형 링 이벤트에 4대의 G1 로봇이 참여했다. 같은 해 베이징에서는 제1회 세계 휴머노이드 로봇 게임이 개최되어 280개 팀 500대 이상의 로봇이 축구, 달리기, 복싱 등의 종목에서 경쟁했으며, 개막식 동안 힙합과 무술을 포함한 안무 루틴을 선보였다. 휴머노이드 로봇 축구팀의 시범 경기와 토너먼트도 미래의 종합 스포츠 로봇 이벤트를 위한 시험대로 홍보되었다.

휴머노이드 로봇은 콘서트와 텔레비전 쇼의 출연자로도 사용되었다. 창춘에서 열린 2025 VOYAGEX 음악 페스티벌에서 PNDbotics의 휴머노이드 아담(Adam)이 라이브 밴드 공연의 일부로 숄더 키보드 연주자로 무대에 등장했다. 그해 초, 중국 춘제 텔레비전 갈라쇼에서는 16대의 위슈커지 H1 휴머노이드 로봇이 인간 연기자들과 함께 춤을 추는 안무를 선보였는데, 이는 국가의 휴머노이드 로봇 공학 발전을 보여주는 시연으로 제시되었다. 이러한 음악 행사 및 공공 축제에서의 등장은 관객들에게 휴머노이드 로봇을 익숙하게 만드는 동시에 동적 제어, 균형 및 인간과 로봇 상호 작용의 발전을 보여주는 방법으로 묘사되었다.

다양한 휴머노이드 로봇과 서비스 및 반려자 역할을 포함한 일상생활에서의 가능한 응용 분야는 2010년에 개봉된 독립 다큐멘터리 영화 플러그 앤 프레이(Plug & Pray)에 소개되어 있다.

### 시연용
[섬네일|[에이전트 아츠(Engineered Arts Ltd) 실험실에 있는 아메카 1세대]]
휴머노이드 로봇의 많은 실제 응용 분야가 아직 탐구되지 않은 상태이지만, 이들의 주요 용도는 신기술을 시연하는 것이다. 혼다 아시모와 같은 현대의 휴머노이드 로봇 사례들은 걷기, 기어오르기, 악기 연주와 같은 운동 기술의 새로운 기술적 진보를 보여주기 위해 대중에게 공개된다. 다른 휴머노이드 로봇들은 가사 용도로 개발되었으나, 단일 목적 기술에만 능숙하며 자율성과는 거리가 멀다. 특히 인공지능 알고리즘을 갖춘 휴머노이드 로봇은 임무가 완료된 후 다시 지구로 돌아올 필요 없이, 미래의 위험하거나 먼 우주 탐사 임무에 유용할 수 있다.

## 센서
센서는 세상의 어떤 속성을 측정하는 장치이다. 로봇 공학의 세 가지 요소(계획 및 제어와 함께) 중 하나인 감지는 로봇 공학 패러다임에서 중요한 역할을 한다.

센서는 작동하는 물리적 공정에 따라 분류하거나 출력으로 제공하는 측정 정보의 유형에 따라 분류할 수 있다. 여기서는 두 번째 접근 방식이 사용되었다.

### 자기수용성
자기수용성(Proprioceptive) 센서는 휴머노이드의 신체와 관절의 위치, 방향, 속도 및 기타 내부 값을 감지한다.

인간의 경우, 균형과 방향을 유지하기 위해 이석과 반고리관(내이에 위치)이 사용된다. 또한 인간은 자신의 자기수용성 센서(예: 촉각, 근육 신장, 사지 위치)를 사용하여 방향을 잡는 데 도움을 받는다. 휴머노이드 로봇은 가속도를 측정하기 위해 가속도계를 사용하며, 이로부터 적분을 통해 속도를 계산할 수 있다. 또한 경사를 측정하는 경사 센서, 환경과의 접촉력을 측정하기 위해 로봇의 손과 발에 배치된 힘 센서, 로봇의 실제 위치를 나타내는 위치 센서(이로부터 미분을 통해 속도를 계산할 수 있음), 그리고 속도 센서까지 사용한다.

### 외수용성
[섬네일|upright=0.75|전구를 잡고 있는 인공 [손]]

촉각 요소(tactel) 배열을 사용하여 접촉된 대상에 대한 데이터를 제공할 수 있다. 섀도 핸드는 각 손가락 끝의 폴리우레탄 피부 아래에 배열된 34개의 촉각 요소 배열을 사용한다. 촉각 센서는 또한 로봇과 다른 물체 사이에서 전달되는 힘과 토크에 대한 정보를 제공한다.

비전은 이미지를 생성하기 위해 전자기 스펙트럼을 사용하는 모든 양식의 데이터를 처리하는 것을 말한다. 휴머노이드 로봇에서 비전은 물체를 인식하고 그 속성을 결정하는 데 사용된다. 비전 센서는 인간의 눈과 가장 유사하게 작동한다. 대부분의 휴머노이드 로봇은 비전 센서로 전하결합소자(CCD) 카메라를 사용한다.

사운드 센서는 인간의 귀와 마찬가지로 휴머노이드 로봇이 음성과 환경 소리를 들을 수 있게 해준다. 로봇이 음성을 전달하기 위해 보통 마이크로폰이 사용된다.

## 액추에이터
액추에이터는 로봇의 움직임을 담당하는 모터이다. 유압 액추에이터를 사용한 휴머노이드 로봇의 가장 유명한 예는 보스턴 다이내믹스가 제작한 초기 아틀라스 로봇이다(2024년 퇴역).

휴머노이드 로봇은 인체를 모방하는 방식으로 제작된다. 이들은 구조는 다르지만 근육과 관절처럼 작동하는 액추에이터를 사용한다. 휴머노이드 로봇의 액추에이터는 전기식, 공압식 또는 유압식일 수 있다. 이러한 액추에이터는 높은 출력, 낮은 질량, 작은 크기를 갖는 것이 이상적이다.

### 전기식
전기 액추에이터는 휴머노이드 로봇에서 가장 인기 있는 유형의 액추에이터이다. 이러한 액추에이터는 크기가 작으며, 단일 전기 액추에이터는 사람 크기의 관절에 충분한 동력을 생성하지 못할 수 있다. 따라서 휴머노이드 로봇의 단일 관절에 여러 개의 전기 액추에이터를 사용하는 것이 일반적이다. 전기 액추에이터를 사용하는 휴머노이드 로봇의 예로는 HRP-2가 있다.

### 유압식
유압 액추에이터는 전기 액추에이터나 공압 액추에이터보다 높은 출력을 내며, 다른 유형의 액추에이터보다 생성하는 토크를 더 잘 제어할 수 있는 능력이 있다. 그러나 크기가 매우 커질 수 있다. 크기 문제를 해결하기 위한 한 가지 방법은 전기 유압식 액추에이터(EHA)이다. 유압 액추에이터를 사용하는 휴머노이드 로봇의 가장 유명한 예는 보스턴 다이내믹스가 제작한 아틀라스 로봇이다.

### 공압식
공압 액추에이터는 기체의 압축률을 기반으로 작동한다. 팽창하면 축을 따라 확장되고, 수축하면 축소된다. 한쪽 끝이 고정되어 있으면 다른 쪽 끝은 선형 궤적으로 이동한다. 공압 액추에이터의 대중적인 예로는 맥키번(Mac Kibben) 근육이 있다.

## 계획 및 제어
로봇의 계획은 로봇이 수행할 동작과 궤적을 계획하는 과정이다. 제어는 이러한 계획된 동작과 궤적의 실제 실행이다. 휴머노이드 로봇에서 계획은 이족 보행 동작을 수행해야 하며, 이는 로봇이 인간과 유사한 동작을 계획해야 함을 의미한다. 휴머노이드 로봇의 주요 용도 중 하나가 인간과 상호 작용하는 것이므로, 휴머노이드 로봇의 계획 및 제어 메커니즘이 다양한 지형과 환경에서 작동하는 것이 중요하다.

표면 위에서 걷는 이족 보행 로봇의 안정화 문제는 매우 중요하다. 안정적인 자세를 제공하기 위해 지지 영역의 중심 위에 로봇의 무게 중심을 유지하는 것이 제어의 목표로 설정될 수 있다.

보행 중 동적 균형을 유지하기 위해 로봇은 접촉력과 현재 및 원하는 운동에 대한 정보가 필요하다. 이 문제의 해결은 주요 개념인 제로 모멘트 포인트(ZMP)에 의존한다.

휴머노이드 로봇의 또 다른 특징은 이동하고, (센서를 사용하여) "실제 세계"에 대한 정보를 수집하며, 그와 상호 작용한다는 점이다. 이들은 고도로 구조화된 환경에서 작업하는 공장용 매니퓰레이터나 다른 로봇들처럼 가만히 있지 않는다. 휴머노이드가 복잡한 환경에서 이동할 수 있도록 하기 위해 계획 및 제어는 자기 충돌 감지, 경로 계획 및 장애물 회피에 집중해야 한다.

휴머노이드 로봇은 아직 인체의 일부 기능을 갖추고 있지 않다. 여기에는 (로봇 자체와 사람에게) 안전을 제공하는 가변 유연성 구조와 운동의 중복성, 즉 더 많은 자유도와 그에 따른 폭넓은 작업 가용성이 포함된다. 이러한 특성은 휴머노이드 로봇에 바람직하지만, 계획 및 제어에 더 많은 복잡성과 새로운 문제를 야기한다. 전신 제어 분야는 이러한 문제를 다루며, 예를 들어 주어진 우선순위에 따라 여러 제어 작업을 동시에 실현하기 위해 수많은 자유도의 적절한 조정을 다룬다.

## 개발 연표

## 공상 과학 소설에서
공상 과학 소설에서 휴머노이드 로봇의 묘사에 대한 공통된 주제는 로봇이 사회에서 인간을 어떻게 도울 수 있는지 또는 인류에게 위협이 되는지에 관한 것이다. 이 주제는 본질적으로 인공지능이 인류에게 선한 힘인지 악한 힘인지에 대해 의문을 제기한다. 사회에 유익하고 인간에게 이로운 존재로 묘사된 휴머노이드 로봇에는 스타 트렉의 데이터 소령과 스타워즈의 C-3PO가 포함된다. 반대로 휴머노이드 로봇이 인간에게 무섭고 위협적인 존재로 나타나는 사례로는 터미네이터의 T-800과 트랜스포머의 메가트론이 있다. 인도의 타밀어 영화는 휴머노이드 로봇 치티의 이점과 단점을 모두 보여주었다.

휴머노이드 로봇과 관련된 공상 과학 소설의 또 다른 두드러진 주제는 '인격'에 초점을 맞춘다. 특정 영화, 특히 블레이드 러너와 블레이드 러너 2049는 인공적으로 만들어진 합성 존재를 인격체로 간주해야 하는지 여부를 탐구한다. 이 영화들에서 "리플리컨트"라고 불리는 안드로이드들은 인간과 구별할 수 없게 만들어졌지만, 인간들로부터 배척당하고 인간과 같은 권리를 가지지 못한다. 이 주제는 관객의 동정심을 자아내는 동시에 휴머노이드 로봇이 인간을 너무 똑같이 흉내 낸다는 아이디어에서 오는 불안감을 유발한다.

"가이노이드"라는 용어는 아이작 아시모프가 1979년 사설에서 안드로이드의 이론적 여성형 단어로 처음 사용했다.

## 비판
인간의 형태와 행동을 닮고 모방하도록 설계된 휴머노이드 로봇은 다음과 같은 몇 가지 비판에 직면해 있다.

* 불쾌한 골짜기 효과: 로봇이 인간과 점점 더 비슷해지지만 완벽하지 않을 때, 인간에게 불안감이나 혐오감을 불러일으킬 수 있다.
* 윤리적 혼란: 휴머노이드 로봇은 잠재적으로 윤리적 딜레마를 초래하여 그들의 권리나 처우에 대한 혼란을 야기할 수 있다.
* 현실 세계에서 가이노이드의 페티시화는 수동적인 여성에 대한 남성의 욕망에 기인하며, 실물 크기의 섹스 돌과 비교되기도 한다.

## 각주

## 외부 링크
* Humanoid Robots' jobs in Japan
* Ulrich Hottelet: Albert is not happy - How robots learn to live with people, African Times, June 2009


분류:일본의 발명품