분홍색 공만 쫓는 로봇
결과 직접 로봇을 만들면서 수백시간을 보낼 수 있는데 색깔 있는 공을 따라 다니는 로봇을 살 필요가 있을까?
벌써 한 밤중이다. 지쳐버렸다. 200시간 동안 마음을 마비시키는 올가미에 사로잡혔다. 플러그를 뽑고, 코드를 변경하고, 다시 컴파일하고, 로드하고, 플러그를 꼽고는 한숨을 돌린 후 짤막한 기도를 올리기 위해 하던 일을 잠시 멈춘다. 그리고 곧 다시 바닥에 쪼그리고 앉아 절반가량 완성된 친구인 “분홍색 공만 쫓아다니는 핑키 로봇” 앞에서 분홍색 공을 흔들어 댄다. 아무 반응이 없자 맥이 풀리지만 한번 재미를 붙이니 도저히 멈출 수가 없다. 너무 친해진 나머지 핑키는 내게서 슬며시 빠져나가려 한다.
납땜을 할 수 있는 사람은 누구나 조립 키트로 로봇을 만들 수 있지만 조립 계획과 필요한 부품, 노하우마저 모두 버리고 나면 진정한 재미를 만나게 된다. 도구 상자에서 브라켓과 스위치, 내버려둔 수신 장치를 찾아내고, 미미한 승리를 수천 번 맛보면서 이제는 낡아버린 머리를 쥐어짠다. 당신은 몽상가가 다 되었다! 아니 과학자가 되었다고나 할까. 그래 (까짓것) 천재가 되었다고 하지 뭐! 최초의 장난감 로봇 사이트(www-2.cs.cmu.edu/-cmucom)인 카네기 멜론에서 CMUcam이라는 로봇 시력 시스템을 발견했을 때 최소한 내가 상상했던 여행에 접어든 기분이랄까. 거기에서 밝은 색상의 물체를 따라다니는 로봇을 보았고, 나도 하나 만들고 싶다는 생각이 들었다. 다행히 CMU에 있는 사람들은 내게 acroname.com을 알려주었다. 그리고 여기에서 카메라, 서보와 바퀴 몇 개, 브레인스템(뇌간)이라는 마이크로컨트롤러를 구입했다.
CMUcam에서 제공하는 열 가지 지침으로는 왠지 부족해서 완성 사진을 보고 컨덴서를 엉뚱한 구멍에다 납땜하느라 두어 시간을 낭비한 꼴이 되었다. 그런 다음 브레인스템에 몇 가지 단순한 C 코드를 입력하고 360도 이동이 가능하도록 서보를 개조했다. 지금까지는 그럭저럭 괜찮았다. 눈, 다리와 머리를 조립했다.
다음 단계는 핑키가 분홍색을 좋아하도록 만드는 작업이었다. 이론은 훤하다. 브레인스템이 CMUcam에게 무엇을 보는지 물으면 로봇을 움직여서 카메라 프레임 중앙에 분홍색 물체가 위치하도록 서보에게 명령하면 다 끝난다. 언뜻 보기에는 이 모두가 직렬 포트를 통해 작동하는 것 같지만 도대체 무슨 언어로 명령을 한단 말인가? 직렬 포트는 어떻게 작동하는가? 도무지 이해가 되지 않았다.
당황, 절망, 돌아버릴 지경이다. 결국에는 아크로네임 사이트에 유사한 프로젝트가 있다는 사실을 우연히 알게 되었다. 사이트에 게시된 코드로 오렌지색에 집착하는 로봇을 훔쳐서 분홍색을 사랑하는 나의 목적에 맞게 개조했다. 이때까지는 쉬웠다. 그런데 전혀 작동이 되지 않는 것이다.
내가 여러 끼니를 거르면서 단순하지만 까다로운 코드 행을 찾아내기 전까지 코드를 얼마나 오래 이리 저리 바꾸고 시험했는지 말하기조차 부끄러울 지경이다. 카메라의 자동 이득과 화이트 밸런스 값 부분이 문제였던 것이다.
절망과 허기에 내몰린 나는 자동 이득과 화이트 밸런스 조정에 짜증이 나서 그 행을 그냥 지워버렸다. 그러고 나서 모두 새로 연결했는데, 내부 부품을 브레인스템의 판지 상자에 집어넣고(혼잣말로 새로운 몸체를 찾지 않으면 이러다가 전투로봇 모양이 되겠네 하면서) 핑키를 바닥에 내려놓고는 운명에 내맡겼다. 그러나 핑키는 무감각하게 이리 저리 몸부림치다가 소파 아래까지 내달리는데 더 관심이 있는듯했다. 내가 작성한 모터 제어 기능이 내이(內耳) 감염과 가벼운 절름거림 현상을 불러온 것이다.
여러 시간에 걸친 시행착오 끝에 처음으로 실낱같은 희망을 가지게 되었다. 결국 의자 앞에서 머리를 거꾸로 처박은 채 죽은 듯이 멈춰버렸지만 내가 잡고 있던 볼을 보자 기민하게 회전했던 것이다. 아내의 핸드백을 탐내듯이 응시하고 가장 잘 볼 수 있도록 이리 저리 씰룩씰룩 움직이고 있었다는 사실을 알기 전까지는 배터리가 다 소모된 걸로 착각했었다. 알았어. 자랑스럽다 못해 눈물이 왈칵 쏟아졌다. 코드를 조금 더 다듬었더니 윔블던의 볼 보이처럼 몸놀림이 민첩해지고 이리저리 누비고 다닐 수 있게 된 것이다.1천8백달러에 기능이 같은 소니 아이보(Aibo)(좋다. 다른 기능도 많다는 걸 인정한다)를 구입할 수 있었지만 복잡한 요령을 터득하면서 습득하게 되는 인내심은 전혀 기대할 수 없다. 혼돈 상태가 다소 기대했던 것과 다르지만 놀라운 행동으로 정화되는 그 순간에 로봇이 탄생하는 것이다. 핑키는 광택도 없고 영리하지도 않고, 귀엽게 흔들어대는 꼬리도 없지만 수많은 시간 동안 나의 땀과 저주를 대표한다. 그래서 나는 그를 좋아한다.
구글 대용 권장사이트 5개
TOPIX.NET
구글 뉴스와 유사하나 그보다는 우수하다. 토픽스는 6,000개 이상의 뉴스 소스와 150,000개 주제 페이지의 태그 내용을 모니터한다. 지역 뉴스의 경우 우편 번호나 검색 대상을 입력한다. “잭슨”을 입력하면 미조리 잭슨 또는 마이클 잭슨과 관련된 뉴스 페이지와 이 단어가 포함된 기사를 찾아준다.
SININGFISH.COM
희귀한 물고기를 찾을 수 없을지는 몰라도 SiningFish에서는 영화 예고편, 뮤직 비디오, 뉴스캐스트와 음악 클립 등 1천만 개 이상의 합법적인 무료 미디어 파일을 안내해준다.
LII.ORG
대학생들이 올린 사이트에서 전문 해답을 구하는 위험은 버려라. 검색 가능한 사서의 인터넷 색인(지금까지 12,000개)에 포함된 모든 페이지는 실제로 현장에서 일하는 사서들이 최소한 두 번 이상 검토를 했다.
SCIRUS.COM
1억6천7백만 개 이상의 과학 관련 페이지 중에서 최고인 Scirus.com은 대부분의 비과학적인 사이트를 걸러내는 기능을 갖추고 있다. 아스파라거스 DNA 연구를 목적으로 ‘spears’를 검색한다고 해서 브리트니 스피어스가 나오는 황당한 일은 없다.
A9.COM
아마존의 새로운 검색엔진으로 구굴의 검색 결과를 볼 수 있지만 다른 유용한 검색 결과도 추가됐다. 아무 컴퓨터에서나 로그인하여 검색을 보고 검색 내역을 클릭하거나 A9 도구모음을 사용하여 방문한 페이지에 메모를 남긴다.
주제 기술 학습 연구원 미켈 알랜드
디지털 사진의 완벽한 보정기술
결과 완벽한 디지털 사진은 태어나는 것이 아니라 만들어지는 것이다.
제아무리 최고 성능을 자랑하는 디지털 카메라도 과다노출, 희미함, 약간의 적색 기미와 같은 이미지 결함이 나타난다. 따라서 훌륭하게 촬영된 사진을 깜짝 놀랄만한 수준으로 인화하려면 이러한 결함을 보정하는 기술이 필요하다. 그럼 지금부터 그 보정기술에 대해서 알아보자. 우선 편집하지 않은 사진을 열고 앞으로 설명할 다섯 단계를 순서대로 실행해보면 단계별로 현저하게 이미지가 좋아짐을 볼 수 있을 것이다.여기서는 Adobe Photoshop Elements 2.0(100 달러, adobe.com)을 사용하였으나 다른 이미지소프트웨어를 사용해도 무방하다. 단 한 가지 시작하기 전에 반드시 모니터의 감마값을 보정하여 프린터 색상과 일치시켜야 한다.
(자세한 방법은 popsci.com/h20참고)
1.노출 확인
오른쪽의 원본 이미지가 너무 어둡지만 그렇다고 꼭 노출 문제라고는 할 수 없다. 무엇이 문제인지 확인하기 위해서는 톤값을 그래픽으로 표시하는 히스토그램을 확인해보는 것이 가장 좋다. (향상 > 휘도/명도 조절 > 레벨). 전체 그래프에 데이터가 나타나면 노출은 좋은 경우이다. 만약 이미지의 각 끝점이 너무 단조로우면 Enhance메뉴에 있는 자동 레벨을 클릭하거나 한쪽 끝 지점에 가장 가까이에 있는 슬라이더를 데이터 시작 지점으로 이동한다. 이렇게 하면 음영 부분이나 밝은 부분의 디테일이 더 잘 나타나도록 전체 톤 범위가 변경된다.
2.색상 제거
일단 노출을 고정하면 이미지가 너무 따뜻한지(적색), 차가운지(청색), 혹은 오른쪽 상단처럼 황색을 띠는 녹색인지 알 수 있다. 색상이 맘에 들지 않으면 레벨의 풀다운 메뉴를 사용하여 각 색상에 대한 히스토그램을 불러오고 노출을 조절했던 방식대로 슬라이더를 조절하면 된다.
이때 히스토그램은 가장 선명한 부분부터 시작한다. 너무 과도하게 조절했다 싶으면 슬라이더를 뒤로 약간 이동한다. 여기서 주의해야 할 점은 한 색상을 조절하면 그에 따라 다른 색상에도 영향을 미친다는 점이다. 예를 들어 적색이 증가하면 청색이 감소하고 청색이 증가하면 황색이 감소, 녹색이 증가하면 적색이 감소한다.
3.노이즈 제거
이제 이미지 크기를 최소 100%로 확대하여 단일 색상 영역 내에 얼룩(노이즈)이 있는지 확인해본다. 노이즈가 별로 없으면 전체 이미지를 약간 흐리게 하는 노이즈제거(필터 > 노이즈 > 노이즈제거) 기능을 사용한다. 더욱 정확하게 제어하려면 nik multimedia의 Dfine 플러그인($100; nikmultimedia.com)을 사용한다.
4.크기 조정
이미지에서 필요 없는 부분을 잘라내고 인화할 사진 크기를 결정했다면 이미지 > 크기 조정 > 이미지 크기를 열고,이미지 크기 조정 대화 상자의 선택을 해제한다. 그리고 해상도 대화 상자에서 인치 당 266 픽셀을 읽을 수 있도록 숫자를 변경한다. 이로 인해 나타나는 가로, 세로 크기는 필름 품질로 인화 가능한 최대크기이다.
5.선명하게
이제 마지막으로 나뭇가지나 머리카락 등과 같은 디테일을 확대하여 가장자리가 또렷하고 명확하게 나타나는지 확인한다.
디테일이 약간 희미하다고 해서 전반적인 명암 대비를 높이면 종종 노이즈가 생기기 때문에 ‘선명하게’ 필터는 사용하지 않는다. 대신 더욱 정확한 ‘마스크 부드럽게’(필터 > 선명하게 > 마스크 부드럽게)를 사용한다. 값 조절 슬라이드를 150%에 맞추고 반경 범위 및 임계값 슬라이드를 조절한다.
이때 반경 범위는 선명도가 적용되는 정도를 제어하며 임계값은 영역(임계값이 높으면 영향을 받는 영역이 작아진다)을 제어한다. 이미지가 클수록 조절 영역도 크지만 너무 선명해지면 노이즈가 생긴다.
상황에 맞게 적용하기
이름에서도 알 수 있듯이 RAW 이미지 파일은 디지털 카메라 센서에서 직접 받아 기본적으로 손을 대지 않은 데이터를 가리킨다. 이때 파일은 JPEG나 TIFF로 되어 있기 때문에 내장 처리 또는 압축을 해도 정보가 손실되지 않는다. 따라서 색 설정이나 음영, 밝은 영역의 노출을 조절하여 디테일의 표현이 가능하다. 또한 RAW 이미지는 노출 시 실내설정이나 플래시 설정과 같은 카메라의 화이트 밸런스 설정을 그대로 유지하고 있어 나중에 편집 소프트웨어에서 값을 변경할 수 있다. 대부분의 디지털 SLR 및 최첨단 복합 제품은 RAW 모드를 지원하지만 문제는 RAW가 아직 표준 파일 형식이 아니며 몇 년이 지나도 표준이 될지는 미지수라는 점이다. 현재 촬영한 RAW 파일을 향후 이미지 편집 프로그램에서 열지 못할 수도 있다는 것이다. 결론: 액자에 넣은 풍경화처럼 이미지를 심하게 변경해야 하는 경우에는 RAW나 니콘의 NEF를 사용해라. 아니면 카메라에서 가장 사이즈가 큰 JPEG 모드를 고수하든지.
자동화 반대-기술 저항자의 유혹에 대한 일기
에피소드 3, 제2부
화요일 오후 카시오 엑실림(Exilim) EX
-Z40을 휴대하고 돌아다닌 몇 주 동안 사진을 엄청나게 찍었다. 이제 캐논 i80 버블젯(잉크젯)에서 사진을 인쇄할 차례이다.
수요일 오전 소형 i80을 설정하는 것은 쉬웠다. 그런데 설치 CD에 사진 편집 프로그램이 세 가지나 들어 있고 카시오에도 두 가지가 들어 있다. 이 다섯 가지 프로그램이 다 필요하단 말인가?
목요일 오후 카시오의 포토핸즈(Photohands) 프로그램에서 촬영한 사진 하나를 열고 휘도와 명도, 선명도를 조절하고 노이즈를 제거한다. 화면에서 보기에는 완벽하다. 인쇄를 누른다. 색상이 만화 같고 이미지 픽셀이 너무 도드라져서 마치 시원찮은 고등학교 미술 프로젝트처럼 보인다.
금요일오전 회사에서 아는체하는 사람들이 나서서 내가 실수로 저해상도 사진을 찍었음에 틀림없다고 말해주었다. 그래, 자동화를 반대하는 사람을 비난해라.
토요일 오후 이름이 잘못 지어진 캐논의 이지 포토프린트(Easy-PhotoPrint) 전원을 켠다. Digital Face Smoothing 기능을 사용했는데도 전혀 부드러워 지는 것이 없다. 조부모님 사진을 인쇄했는데 어찌된 일인지 조부모님들은 아무도 안경을 쓰지 않았다.
월요일 오전 결국 코닥 이지쉐어(Easy
Share) 프로그램을 다운로드 받는다. 갑자기 모든 일이 쉽게 풀리기 시작한다. 화질향상(Enhance)를 클릭했더니 정말로 이미지 화질이 향상된다. 인쇄된 사진이 분리된 사진 미리보기와 같다. “저해상도”처럼 보였던 사진이 이제 액자에 넣어도 될 만큼 괜찮다. 아무리 좋은 카메라와 프린터라도 사용자와 친숙한 소프트웨어가 없으면 무용지물이라는 교훈을 얻었다.
주제 지략(Gray Matter) 연구원 테오도르 그레이
자연 磁氣場의 새로운 발견
발견 평범한 해변에서 숨어있는 자철광을 발견할 수 있다.
커크 선장이 어느 혹성에선가 도마뱀 외계인과 싸우다가 우연히 땅바닥에서 화약 성분을 발견했다는 스타트랙 이야기를 알고 있는가? 자연은 일반적으로 원소를 쉽게 방치하지 않지만 몇 가지 경이로운 예외가 있다. 겉보기에는 평범한 백색 모래지만 상당양의 검정색 자철광이 포함되어 있는 해변의 예를 들어보자. 자철광은 물에 의해 언덕과 땅속의 침전물에서 모래로 씻겨 내려간다. (얄궂게도 화산 활동으로 생겨난 검정색 해변에는 자철광이 거의 없다.)
이런 해변 중 아무 데서나 강력한 자석을 갖다 대면 자철광이 정말로 튀어 올라 자석에 달라붙는다. 이런 현상을 직접 보기 전에는 믿기 어려울 것이다. 모래와 암석 부스러기가 자철광에 같이 딸려오지만 이를 종이 한 장에 넓게 뿌려서 그 위에 자석을 통과시키면 정제할 수 있다.1050년대 이전에는 캘리포니아주 산타크루즈 부근, 현재는 보호구역으로 지정된 자철광 함유 해변을 채굴하기 위해 철 생산업자들이 이와 유사한 프로세서를 사용했다. 모래를 준설하여 아래에 자석을 놓은 채 계단식 용지에 쌓으면, 모래는 흘러나가고 자철광만 달라붙어있다. 남아프리키와 전세계 몇몇 지역에서는 여전히 이런 방식으로 자철광을 채굴하고 있다.
자철광을 정제한 후 강력한 자석에 철가루를 떨어뜨려 탑이나 아치형 구조를 만들어본다(아이들이 무척 재미있어 할 것이다). 교육효과를 높이기 위해 좀 더 과학적으로 접근하자면, 종이 아래에 막대자석을 놓고 종이 위에 자철광을 흩뿌려서 막대자석의 북극과 남극을 연결하는 자기장 선을 따라 자철광 알갱이들이 나란히 정렬하는 것을 볼 수 있다. 놀랍게도 화성 탐사선이 이와 같은 장치를 사용하여 화성의 자철광 먼지의 종류를 식별했다. 화성의 여러 구성 요소 중에 자철광만 눈으로 식별 가능한 자기장 선을 형성한다. 자철광의 멋진 자성 형태에는 거부하기 어려운 매력이 있지만 그렇다고 이런 이유로 내가 야외에서 자철광을 수집하는 것은 아니다. 다음 달에는 그 진짜 이유와 커크가 도마뱀 외계인에게서 벗어날 수 있었던 방법을 밝히겠다. 그가 에치어스케치(Etch A Sketch)에서도 그렇게 했다는 조건에서 말이다.
Q 더 밝고 오래가는 LED를 사용할 수 있도록 일반 플래시를 개조할 수 있나요?
A 그렇습니다. 2300 밀리칸델라 LED 세 개를 사용하기 위해 변형된 AAA, AA, C 또는 D 배터리를 장착한 플래시는 백열등만큼 밝고 다섯 배에서 열 배가량 더 오래 지속됩니다. 물론 이걸로 등대를 밝힐 계획이라면 LED를 20개까지 추가할 수 있습니다(반사기에서 점등되는 한). 플래시에 배터리를 더 많이 장착하면 더 오래갑니다. LED마다 저항기가 필요할 수도 있습니다. 배터리가 세 개 필요한 플래시의 경우 30옴 저항기를 사용합니다. 배터리가 네 개인 경우, 75옴 저항기를, 다섯 개인 경우 130옴 저항기를 사용합니다. (부품은 digikey.com에서 구입하십시오).
사진과 자세한 지침은 popsci.com/h20에 나와 있기 때문에 여기에서는 기초적인 것만 알려드리겠습니다. LED 리드를 약 2분의 1인치(상대적 길이 유지)로 잘라서 한 쪽 끝 8분의 1인치에 다른 쪽 끝 1인치에 저항기를 부착합니다. 짧은 저항기를 긴 LED 리드에 납땜하여 부착하는 겁니다. 그리고 기존 전구를 조심스럽게 깨뜨립니다. 납땜인두를 사용하여 긴 저항기가 케이스를 통과할 때까지 전구 케이스 바닥에 열을 가한 후 나머지 부분을 잘라냅니다. 그리고 달랑거리는 LED 리드를 전구 케이스 가장자리에 납땜합니다. 나머지 LED/저항기 쌍을 첫 번째와 병렬로 납땜한 후 모두 반사기 안으로 집어넣습니다. 이제 전원을 켜면 다이아몬드처럼 빛을 발할 것입니다.
스코트 풀람은 H2.0의 핵마스터이며 최근 [별종들을 위한 하드웨어 해킹 프로젝트, 930 달러, 오레일리 출판사]의 저자다. 지금은 전자제품 제조업체의 컨설턴트인 풀람은 한 때 장난감 디자이너(말하는 바비 인형을 만들었다) 겸 애플 엔지니어였다. 또한 MIT 공대 학위를 두 개나 가지고 있다. 별종들의 노래에 대한 나머지 부분은 popsci.com/h20에서 만나볼 수 있다.
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