Artists' Views on Robotics Involvement in Painting Productions

기술 요약: 회화 제작에 있어서의 로봇 참여에 대한 예술가들의 견해

문제 제기
로봇 기술이 진화함에 따라, 예술적 창작에 이들을 통합하는 것은 중요한 탐구 영역이 되고 있다. 기존 연구들은 알고리즘 기반 생성 회화부터 자율적인 붓질에 이르기까지 로봇이 예술에 무엇을 기여할 수 있는지에 대해 광범위하게 탐구해 왔으나, 전문 예술가들이 이러한 시스템과 함께 작업하며 무엇을 경험하는지에 대한 실증적 데이터는 매우 부족한 실정이다. 특히, 인간 파트너와 비교했을 때 자율적인 로봇 에이전트와 장기적인 공동 창작 상호작용을 수행하는 예술가들의 생생한 경험(lived experience)에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 본 연구는 추상 회화라는 구체적인 맥락 내에서 인간-로봇 협업(HRC)의 사회적, 인지적, 창의적 역동성에 대한 이해의 공백을 메우고자 한다.

연구 방법론
본 연구는 8명의 전문 추상 화가를 대상으로 종단적, 피험자 내(within-subjects) 실험 설계를 채택하였다. 연구 프로토콜은 다음 요소들로 구성되었다:

• 참가자: 12년에서 50년 이상의 경력을 가진 8명의 전문 예술가를 앤아버(Ann Arbor) 및 디트로이트(Detroit) 대도시 지역에서 모집하였다.
• 실험 조건: 각 참가자는 3주 동안 6회의 회화 세션에 참여하였다. 세션은 두 가지 조건으로 나뉘었다:
  1. 인간-인간 (H-H): 다른 인간 예술가와 협업하는 3회의 세션.
  2. 인간-로봇 (H-R): 자율 로봇 팔과 협업하는 3회의 세션.
  • 순서는 고정되었으며(H-H 후 H-R), 성찰을 위해 세션 사이에 최소 하루의 간격을 두었다.
• 로봇 시스템: 연구에는 수직 이젤에 장착된 UF850 6-DOF 로봇 팔이 사용되었다. ROS 2 기반의 시스템 아키텍처는 다음을 포함한다:
  • 하드웨어: 커스텀 3D 프린팅된 팔레트, 물통, 그리고 세척용 천 홀더. 이 연구에서는 도구 없는 브러시 교체를 위해 은퇴형 펜에서 영감을 받은 기계식 브러시 교체 메커니즘(V3.1)을 활용하였다(단, 브러시 교체는 본 연구에서 예술가에 의해 수동으로 시작되었다).
  • 제어 및 인터페이스: 예술가들은 AssemblyAI의 음성-텍래스트 API와 제로샷 분류 모델을 통해 처리되는 음성 명령("시작", "일시정지")을 통해 상호작용하였다. Tkinter 기반의 시각적 인터페이스는 실시간 상태 피드백을 제공하였다.
  • 예술적 프레임워크: 로봇은 브루노 무나리(Bruno Munari)와 바실리 칸딘스키(Vasilij Kandinkij)에게서 영감을 받은 추상 예술 프레임워크를 바탕으로 사전 생성된 획(stroke) 시퀀스를 실행하도록 프로그래밍되었다. 로봇은 특정 색상(파랑, 빨강, 노랑)과 연관된 도형(원, 사각형, 삼각형)을 그렸다.
  • 획 생성: 획은 실시간으로 생성되지 않았다. 대신, 시스템은 CoFRIDA 프레임워크와 Kaggle 추상 예술 데이터셋으로 미세 조정된 InstructPix2Pix 모델을 사용하여 목표 이미지를 생성하였다. 이후 FRIDA 이미지-투-액션 계획 프로세스가 이 목표들을 로봇을 위한 이산적인 3D 웨이포인트 시퀀스로 변환하였다.
• 데이터 수집: 6회의 세션이 끝난 후, 참가자들은 반구조화된 종료 인터뷰를 진행하였다. 이 인터뷰는 상호작용의 본질, 인지된 에이전시(agency), 창의적 몰입(flow), 그리고 사회적 참여를 탐구하였다.
• 분석: 인터뷰 녹취록은 8명의 참가자로부터 나타나는 패턴을 식별하기 위해 성찰적 주제 분석(reflexive thematic analysis)을 통해 분석되었다.

주요 기여
본 연구는 자율 회화 로봇과 협업하는 전문 예술가의 생생한 경험에 대한 최초의 실증적 조사 중 하나를 제공한다. 본 연구의 기여점은 다음과 같다:

1. 비교 통찰: H-H와 H-R의 협업 역동성을 직접 비교하여 뚜렷한 경험적 차이를 강조한다.
2. 이해관계자 관점: 단순한 최종 사용자 기능성을 넘어 사회적 역동성과 창의적 에이전시를 다룸으로써, 예술 분야의 로봇 시스템 개발에 있어 핵심 이해관계자인 도메인 전문가(예술가)의 관점에 초점을 맞춘다.
3. 종단적 참여: 일회성 만남보다 반복적이고 장기적인 상호작용을 우선시하는 접근 방식을 통해, 예술가들이 시간이 흐름에 따라 로봇의 행동에 어떻게 적응하고 해석하는지에 대한 깊은 이해를 가능하게 한다.
4. 다학제적 프레임워크: 인간-로봇 공동 창작을 연구하기 위해 로봇 공학, 예술적 실천, 질적 연구 방법론을 통합하였다.

결과
주제 분석 결과 다섯 가지 주요 테마가 도출되었다:

1. 협업 유형 비교: H-H 상호작용은 직관적이고, 대화적이며, 정서적으로 몰입도가 높고, 사회적으로 풍부하며, 상호 적응과 협상을 특징으로 한다고 기술되었다. 반면, H-R 상호작용은 더 성찰적이고, 유희적이며, 자기 주도적인 것으로 인식되었다. 예술가들은 정서적 요구와 사회적 압박이 없기 때문에 로봇과 함께할 때 더 큰 창의적 자유를 느낀다고 보고했으나, 이는 "무미건조함(sterility)"이라는 느낌을 동반했다.
2. 인지된 에이전시(Perceived Agency): 예술가들은 로봇을 수동적인 도구로 보는 관점과 자율적인 협업자로 보는 관점 사이를 오갔다. 많은 이들이 로봇이 주도권을 잡거나 제안을 할 수 있는 "혼합 이니셔티브(mixed-initiative)" 시스템에 대한 욕구를 표현했다. 일부는 로봇의 행동을 그림 그리는 아이나 궤도 위의 수레에 비유하는 등 은유적으로 프레임화하였는데, 이는 로봇의 기술적 한계를 지적하면서도 동시에 비판단적인 특성을 언급한 것이었다.
3. 창의적 몰입(Creative Flow): 로봇이 창의적 몰입에 미치는 영향은 다면적이었다. 어떤 이들에게 로봇은 소통이나 예측 가능성의 결여로 인해 좌절을 유발하며 리듬을 깨뜨렸다. 다른 이들에게 로봇은 새로운 전략을 강요하고 예상치 못한 미적 결정을 이끌어내는 제약을 도입하는 촉매제 역할을 했다. 로봇은 종종 습관적인 패턴을 깨뜨리는 "보완적인 인격체"로 간의 여겨졌다.
4. 사회적 상호작용: 참가자들은 언어적 상호작용에 대해 엇갈린 감정을 표현했다. 어떤 이들은 말하는 로봇의 개념을 환영한 반면, 다른 이들은 이를 불편하게 느꼈다. 협업을 강화하기 위해 제스처, 가리키기 등 다중 모드(multimodal) 통신에 대한 일관된 요구가 있었다.
5. 회화 기법: 예술가들은 로봇의 제한된 표현 범위를 비판하며, 반복적이고 예측 가능한 움직임과 유기적인 변화(예: 압력 감도, 연속적인 선)의 부재를 지적했다. 그러나 이러한 한계는 오히려 상상력을 자극하여, 모듈형 도구 부착물(나이프, 에어브러시), 적응형 컴퓨터 비전, 특정 예술 스타일을 모사하는 능력 등을 구상하게 만들었다.

의의 및 주장
본 논문은 인간-로봇 협업이 인간-인간 상호작용의 정서적 호혜성과 사회적 풍요로움은 결여되어 있지만, 성찰, 영감, 실험을 위한 생산적인 공간 역할을 한다고 주장한다. 본 연구는 예술가들이 로봇의 행동에 서사를 구축하고 로봇의 몸짓에 자신의 실천을 적응시키는 능동적인 의미 형성자(meaning-makers)임을 시사한다.

저자들은 장기적 참여와 다학제적 접근 방식이 인간-로봇 상호작용(HRI)에서 갖는 가치를 강조한다. 예술적 이해관계자들의 욕구와 필요를 전면에 내세움으로써, 본 연구는 창의적 표현의 미묘한 차이에 더 민감하게 반응하는 미래의 로봇 시스템 설계에 기여하고자 한다. 결론적으로, H-R 협업의 "게임" 또는 "재미" 요소는 기술적 한계와 더불어, 제약이 어떻게 생성적인 힘이 될 수 있는지를 보여주는 독특한 환경을 조성한다.