아키타현립대, 곰을 산으로 돌려보낼 로봇 개 개발

지역의 위협에 맞서는 로봇 아키타견

아키타현립대가 곰을 찾아내고 으르렁거려 사람이 사는 곳에서 쫓아내는 데 도움을 주도록 설계된 자율주행 로봇 개를 공개했다. 공식 명칭은 MATAGIroid Hacchan이다. 이 로봇은 사람과 곰의 조우 문제를 해결하기 위한 제안 41건이 출품된 대학 공모전에서 우수상 수상작 3개 중 하나로 선정됐다.

핫짱은 아키타견의 외형에 카메라와 센서, 로봇 플랫폼을 결합했다. 개발진은 훈련된 개가 곰과 마주쳤을 때 대응을 돕는 일본 동북부 산악 지역의 전통 사냥꾼 마타기의 활동에서 아이디어를 얻었다. 사람들이 거리를 유지하는 동안 위험한 곳에 접근할 수 있는 기계를 지역사회에 제공하는 것이 목표다.

대학은 아키타시 아키타역 인근의 시설 LiSH AKITA에서 이 기술을 공개했다. 기업과 지방자치단체 관계자 약 60명이 전시회에 참석해 연구진의 진행 상황을 듣고, 발명품을 실제로 활용하기 전에 해결해야 할 실무적 과제를 논의했다.

대학 과학기술융합센터의 연구행정관이자 개발팀원인 마사유키 요시다는 목표를 다음과 같이 설명했다.

사냥꾼이 훈련한 아키타견처럼 곰을 산으로 돌려보내는 것이 우리의 목표입니다.

6명으로 구성된 팀은 올해 말까지 현장 시험을 진행할 계획이다. 대학은 공모전에서 가능성을 인정받은 아이디어를 실용화를 위한 공동 연구로 이어가기로 했다. 이에 따라 전시장 밖에서의 시험이 로봇과 더 큰 프로젝트의 다음 단계가 될 전망이다.

핫짱의 대응 방식

핫짱은 중국 로봇 기업 유니트리가 만든 Go2를 개조해 사용한다. 네 다리 위에 아키타견을 본뜬 몸체를 얹었으며, 아키타견은 현과 밀접한 관련이 있는 견종이다. 순찰 중 곰을 알아보도록 AI 카메라와 적외선 센서를 탑재할 예정이다.

로봇이 곰을 감지하면 스피커에서 짖거나 으르렁거리는 소리가 나온다. 인공지능(AI)은 카메라 영상의 패턴을 인식하는 소프트웨어로, 시스템이 화면에 잡힌 다른 물체와 곰일 가능성이 있는 대상을 구별하도록 돕는다.

제안된 장비에는 인근의 다른 로봇을 호출할 수 있는 통신 기능과 긴급 대응용 곰 퇴치 스프레이도 포함돼 있다. 이를 통해 동물을 발견하고, 경고음을 내고, 다른 기계를 모은 뒤 필요하면 더 강력한 퇴치 수단을 사용하는 등 여러 단계로 대응할 수 있다.

당면한 개발 단계는 현장 시험이다. 비용, 순찰 범위, 작동 시간, 스프레이 사용 조건은 공개되지 않았다. 도로와 주택, 산림 경계에서 로봇을 안정적으로 운용할 수 있을지 판단하려는 지방자치단체에는 이런 세부 사항이 중요하다.

여러 해법을 모색하는 공모전

아키타현립대의 공모전 발표는 핫짱을 ‘베어테크 솔루션’이라는 더 큰 노력의 일부로 소개한다. 심사위원단은 출품작 41건 가운데 최우수상 1건, 우수상 3건, 기술장려상 9건을 선정했다. 독창성, 기술적 참신성, 실용성, 주민에게 안심을 줄 수 있는 정도를 평가했다.

발표에 따르면 핫짱은 지역협력·연구진흥팀의 요시다, 다케시 가가야, 마코토 다무라가 출품했다. 최우수상은 아르마딜로에서 착안한 아이디어를 낸 생물생산학과 조교수 지하루 소네에게 돌아갔다.

소네의 제안은 생체모방을 활용한다. 생체모방은 생물의 구조나 행동에서 아이디어를 빌려 인간의 문제를 해결하는 방식이다. 대학은 이 접근을 높이 평가했지만, 발표에는 제안된 곰 대응책의 작동 방식에 관한 설명이 많지 않다.

나머지 우수상 수상작을 보면 연구진이 폭넓은 해법을 찾고 있음을 알 수 있다. 한 제안은 열화상 카메라와 AI 영상 처리를 결합해 곰을 탐지하고, 비행시간측정 센서와 곰을 쫓아내기 위한 3차원 홀로그램 시스템을 활용한다. 비행시간측정 센서는 신호가 물체까지 갔다가 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정해 거리를 계산한다.

또 다른 제안은 광섬유로 주변 환경을 감지해 개발진이 ‘지면 전체에 신경망을 형성하는’ 시스템을 구축하는 것이다. 이 제안들은 움직임 감지, 동물 식별, 동물 출현에 대한 대응 등 서로 다른 역할을 아우른다.

아키타가 기존 대책을 넘어 해법을 찾는 이유

아키타현립대는 사람이 사는 지역에 곰이 나타나는 일이 심각한 문제로 떠오르면서 지역사회가 전기 울타리와 폭죽, 덫을 계속 사용해 왔다고 밝혔다. 대학 프로젝트에는 이미 진행 중인 동물 퇴치 말뚝, 곰 대응 로봇, 탐지 시스템 연구와 함께 AI, 연결 기기, 신소재를 활용한 최신 연구도 포함돼 있다.

아키타에서는 반달가슴곰이 겨울잠을 앞두고 먹이를 집중적으로 찾는 가을철에 부담이 커진다. 취락 인근에서 먹이를 찾는 곰은 주민과 농업 종사자, 그 지역을 지나는 사람들과 마주칠 수 있다. 대학이 밝힌 목표는 지역사회를 지속적으로 보호할 대책을 개발하는 것이다.

전국 통계는 인명 피해 규모를 보여준다. 일본 환경성은 2025 회계연도에 곰으로 인해 사망하거나 다친 사람이 238명이며, 이 중 사망자는 13명이라고 집계했다. 부상 후 생존한 사람은 225명이며, 사망자는 전체의 약 5.5%를 차지한다.

6월 3일 기준 집계에서는 4월 이후 곰의 공격으로 4명이 숨진 것으로 나타났다. 희생자는 이와테현에 사는 55세와 69세 여성, 야마가타현의 78세 남성, 아키타현의 73세 여성이다. 사망자 4명 모두 일본 동북부에서 발생했다.

지자체가 새 장비를 유용하게 활용하려면 공무원, 경찰, 사냥꾼, 긴급 구조대가 참여하는 기존 대응 체계에 장비를 통합해야 한다. 곰을 쫓아내는 로봇과 경보를 보내는 카메라는 모두 곰을 감지하는 데서 시작하더라도 맡는 역할은 다르다.

로봇이 곰을 물러나게 할 수 있을까?

핫짱의 외형은 온라인에서도 화제가 됐다. 각진 개 모양이 곰을 겁주기에는 너무 귀엽다는 반응도 나왔다. 곰이 로봇을 밀쳐낼 수 있다는 의견도 있었다. 냄새와 체온으로 주변을 파악하는 동물이 이 기계를 개가 아닌 다른 존재로 금세 알아보지 않겠느냐는 의문도 제기됐다.

이런 반응은 현장 시험의 핵심 과제를 보여준다. 로봇이 다가가거나 짖고 으르렁거릴 때 곰이 실제로 어떻게 행동하는지 관찰해야 한다. 동물이 물러나는지, 근처에 머무는지, 장비에 다가오는지 살피고, 조우 상황이 급변할 때 기계가 어떻게 작동하는지도 확인해야 한다.

대학은 실용성을 심사 기준에 포함했고, 전시회에서도 실제 활용을 가로막는 과제를 논의했다고 밝혔다. 이제 시험을 통해 장비를 시연하는 단계에서 벗어나 동물에 미치는 효과와 대응 담당자에게 얼마나 유용한지 측정하게 된다.

일부 온라인 이용자는 대신 드론을 제안했다. 일본에서는 이미 곰을 관찰하기 위한 드론과 자동 카메라 개발 사례가 있다. 이런 장비의 역할을 보면 곰을 찾아야 하는지, 추적해야 하는지, 쫓아내야 하는지에 따라 지방 당국이 여러 수단을 검토할 수 있는 이유를 알 수 있다.

후쿠시마에서는 AI 카메라로 더 빠르게 경보

주민이 1,000명을 조금 넘는 후쿠시마현 쇼와무라는 NTT 도코모 비즈니스의 AI 영상 분석 서비스를 검토하고 있다. 지난해 이 마을에서 포획된 곰은 95마리로, 통상 연간 약 30마리와 비교해 세 배를 조금 넘었다. 1명이 다쳤다.

4월 출시된 이 서비스는 지나가는 동물을 자동 촬영하는 무인 카메라와 연동된다. AI가 곰을 식별하면 지방 공무원과 경찰, 소방서에 이메일 경보를 보낸다. 영상 분석 정확도는 99.9%로 알려졌다.

NTT 도코모 비즈니스의 요코 스가와라는 신속한 식별을 위한 회사의 작업을 다음과 같이 설명했다.

곰을 즉시 식별할 수 있도록 AI를 특별히 개선했습니다.

쇼와무라는 이미 카메라를 갖추고 있었지만, 관계자들은 사진 속 동물을 확인하는 데 시간이 걸렸다고 밝혔다. 이 작업을 자동화하면 순찰 횟수를 줄이고 직원들이 목격 신고에 대응할 시간을 더 확보할 수 있다. 사진이 실제 조치로 이어질 수 있는 경보로 바뀌는 속도가 달라지는 것이다.

마을 행정 담당자인 구니아키 이가라시는 사람의 거주지와 야생동물 서식지 사이의 경계가 중요하게 감시해야 할 곳이라고 설명했다. 이곳에 설치된 카메라는 핫짱과 역할이 다르다. 카메라는 한 장소를 지켜보다 사람들에게 경보를 보내는 반면, 로봇은 이동하며 곰을 쫓아내도록 설계됐다.

상공에서 곰을 추적하는 드론

홋카이도 신토쓰카와에서는 KDDI 스마트드론이 도쿄에서 약 900km 떨어진 운영 거점에서 조종하는 항공기를 마을과 함께 운용하고 있다. 회사는 지난해 12월 지자체와 협약을 맺고 마을 청사에 드론 기지를 설치했다.

곰 목격 신고가 들어오면 드론은 10분 이내에 이륙해 경찰이나 사냥꾼이 도착할 때까지 곰을 추적할 수 있다. 열화상 카메라는 열 차이를 이용해 동물을 찾으며, 식생이 빽빽한 지역을 수색하는 데 도움을 준다.

해당 사례가 소개된 시점까지는 이 시스템 도입 후 현지에서 곰 목격 신고가 없었다. 마을과 회사는 향후 사고에 대비해 서비스를 준비하고 있었다. 원격 조종을 이용하면 훈련된 드론 조종사가 현지에 없어도 지자체가 시스템을 운용할 수 있다.

KDDI 스마트드론의 최고경영자 마사후미 히로노는 이 서비스가 농촌 지역 공공서비스에 가해지는 부담과 관련이 있다고 설명했다.

농촌 인구가 줄어드는 가운데서도 필수 기반시설을 유지할 수 있는 체계를 만들고 싶습니다.

세 가지 접근법은 대응의 서로 다른 부분을 맡는다. 카메라는 고정된 장소에서 경보를 보낼 수 있고, 드론은 상공에서 수색하고 추적할 수 있다. 핫짱은 지상에서 활동하며 곰이 떠나도록 유도하는 것을 목표로 한다. 주민에게 유용한 결과는 더 이른 경보를 받거나 더 적은 인원이 동물에게 접근해 대응하는 것이다.

현장으로 향하는 다음 단계

핫짱 개발진은 올해 말까지 현장 시험을 마친다는 목표를 세웠고, 대학은 공모전에서 가능성을 인정받은 아이디어를 실용화를 위한 공동 연구로 발전시킬 계획이다. 전시회에서는 본격적인 도입 여부를 결정하기에 앞서 잠재적 사용자와 개발진이 만났다.

일본 전역에서 소개된 프로젝트는 서로 다른 단계에 있으며, 주요 일정은 다음과 같다.

• 12월: KDDI 스마트드론이 원격 드론 운용을 지원하기 위해 신토쓰카와와 협약을 체결했다.
• 4월: NTT 도코모 비즈니스가 무인 카메라용 AI 영상 분석 서비스를 출시했다.
• 6월 3일: 4월 이후 일본 동북부에서 곰의 공격으로 4명이 숨진 것으로 집계됐다.
• 올해 말까지: 핫짱 개발팀이 현장 시험을 진행할 계획이다.

아키타의 로봇은 구체적인 임무를 맡는다. 사냥개와 연관된 이동성과 경고 행동을 이용해 곰을 산 쪽으로 돌려보내는 것이다. 현장 시험을 통해 팀은 곰의 반응을 관찰하고 이 기계를 지역의 곰 관리 체계에 어떻게 편입할지 판단할 수 있다.

핵심 내용

• 아키타현립대의 로봇 개 MATAGIroid Hacchan이 출품작 41건이 경쟁한 공모전에서 우수상을 받았다.
• 개조한 유니트리 Go2는 카메라와 센서로 곰을 감지하고 스피커로 짖거나 으르렁거린다.
• 6명으로 구성된 팀은 올해 말까지 현장 시험을 진행할 계획이다.
• 환경성은 2025 회계연도에 곰으로 인해 사망하거나 다친 사람이 238명이며, 사망자는 13명이라고 집계했다.
• 쇼와무라는 자동 카메라 경보를 검토 중이며, 신토쓰카와는 곰 추적용 원격 조종 드론을 도입했다.
• 대학은 가능성이 높은 아이디어를 지역사회에서 활용할 수 있도록 실용화 공동 연구를 진행할 계획이다.