▲ 사용자의 자극에 따라 로봇이 혼합 감정을 표현함 / 사용자가 로봇을 반복적으로 자극하자 ‘혐오(Disgust)’와 ‘분노(Anger)’가 동시에 활성화된 혼합 감정 상태가 나타났다. 로봇은 눈 모양과 색을 통해 복합 감정을 표현하며, 아래 그래프는 시간에 따라 감정이 어떻게 변화했는지를 시각적으로 보여준다. 노란색(분노)과 보라색(혐오) 곡선이 동시에 상승하는 구간이 혼합 감정 상태를 의미한다.(그림 및 설명=UNIST)  © 특허뉴스

갑작스러운 자극에 놀라 눈이 휘둥그레지거나 움찔하는 것처럼, 이제 로봇도 반복되는 자극에 따라 반응이 변화하는 ‘감정 적응형 모델’을 갖추게 됐다. UNIST 연구팀이 개발한 이 기술은 로봇과의 감정 교류 몰입도를 획기적으로 높여 사회적 로봇, 반려 로봇 등 인간 중심 로봇 분야에 새 지평을 열 것으로 기대된다.

UNIST 디자인학과 이희승 교수팀은 감정을 눈과 움직임으로 표현하며, 그 반응이 시간에 따라 변화하는 적응형 로봇 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이 연구 결과는 로봇 분야 최고 권위의 국제 학술대회인 ICRA(International Conference on Robotics and Automation) 2025에 채택되어 지난 5월 21일 미국 애틀랜타에서 열린 학술대회에서 발표되었다.

이번에 개발된 로봇은 눈 모양, 색상, 움직임의 조합을 통해 총 6가지 감정을 표현한다. 사용자가 로봇 머리를 쓰다듬으면 긍정적인 자극으로, 두드리면 부정적인 자극으로 인식되도록 설정되었다. 예를 들어, 로봇을 갑자기 두드리면 눈이 커지고 청색으로 변하며 몸을 뒤로 젖히는 동작으로 ‘놀람’ 감정을 표현한다. 특히 주목할 점은 같은 자극이 반복될 경우 단순히 동일한 반응을 되풀이하는 것이 아니라, 이전 감정 상태와 누적된 자극의 정도에 따라 감정 표현이 달라진다는 점이다. 이는 실제 사람의 감정 변화 흐름과 유사한 반응을 재현한 것으로 평가된다.

실제 사용자 평가에서도 이러한 적응형 표현에 대한 긍정적인 반응이 이어졌다. 사용자들은 "같은 자극에도 상황에 따라 반응이 조금씩 달라지는 점이 단순한 기계 반응과는 다르게 느껴져 인상적"이라는 의견을 보였으며, 참가자의 80% 이상이 감정 표현이 "자연스럽고 생동감 있다"고 평가했다.

이희승 교수팀은 감정을 고정된 상태가 아닌 시간에 따라 변화하는 '벡터(vector)'로 해석하고 이를 로봇 제어 모델에 반영함으로써 이러한 기술을 구현했다. 강한 자극은 감정 벡터의 크기를 빠르게 키우고, 약한 자극은 서서히 반응을 변화시키도록 제어하는 방식이다.

이희승 교수는 "기존 로봇은 자극에 따라 정해진 감정을 보여주는 데 그쳤지만, 이 모델은 감정의 변화 흐름까지 구현해 사용자가 로봇을 생명체처럼 느끼게 만든다"며, "반려 로봇이나 정서 지원 기술 등 다양한 인간 중심 로봇 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것"이라고 기대감을 표했다.

이번 연구는 박하은 박사과정 학생이 제1저자로 참여했으며, 로봇과 인간의 감정 교류에 새로운 지평을 여는 중요한 성과로 평가받고 있다.

논문명은 Adaptive Emotional Expression in Social Robots: A Multimodal Approach to Dynamic Emotion Modeling이다.