PhantomTac: 0.5mm 자석 스티커로 로봇 촉각 센서 속여 95% 이상 탈취(상하이교통대, CCS 2026)

로봇에 손대지 않는 공격자가 상용 자기식 촉각 센서가 보고하는 힘을 위조할 수 있는가, 그리고 그것이 로봇의 폐루프 파지와 충돌 안전을 무너뜨리는가.

자기식 촉각 센서는 값이 싸고(논문은 팍시니 제품을 개당 약 29달러로 인용) 작으며 3축 힘을 잴 수 있어 로봇 손에 널리 쓰인다. 자기장 변화로 힘을 추정하기 때문에 센서 근처에 자기장을 더하는 것은 모두 오판독 원인이 될 수 있다. 제조사들은 균일한 배경 자기장을 빼서 보정하지만, 의도적으로 불균일한 자기장이 이를 통과하는지는 검증된 적이 없었다.

상용 센서는 센서 배열 전체에서 측정한 자기장을 빼는 방식으로 주변 간섭을 지운다. 주변 전자기기처럼 간섭이 균일할 때는 효과가 있다. 로봇 보안 연구는 주로 카메라와 라이다 같은 센서에 집중했고 촉각은 다루지 않았다.

연구진은 팍시니와 젤라(XELA) 자기식 센서가 자기장 값을 힘으로 바꾸는 방식을 역공학으로 분석하고, 인접한 자력계마다 세기가 달라 빼기 보정으로 지워지지 않는 얇은 수동 자석 태그를 설계했다. 물체에 붙인 태그는 가짜 수직력을 주입해 그리퍼가 일찍 멈추거나 물체를 으스러뜨린다고 착각하게 하거나, 가짜 전단력을 주입해 그립을 풀어 물체를 떨어뜨리게 한다. 전원이 필요 없고 QR코드나 바코드 라벨 아래 숨길 수 있다.

배경 실험에서 일반 전자기기는 젤라 uSPa 46에 팍시니 PX6AX-GEN3보다 5.8~7.7배 큰 오출력을 냈지만, 작은 수동 자석은 두 센서를 모두 속였다. 간섭에 더 강한 팍시니 센서로 한 종단 간 실험에서 공격은 상자를 집는 로봇팔의 촉각 힘 제어 루프와, 꽃병에 다가가는 유니트리 G1의 접촉 감지 루프를 모두 탈취했다. 공격이 없을 때는 두 실험 모두 20회 중 20회 정상 작동했다. 파지 위치를 네 방향으로 0~11mm까지 1mm씩 옮기며 단계마다 20회 시험한 결과 8mm까지는 공격 성공률이 95%를 넘었고 9mm부터 떨어졌다. 팍시니의 손가락 끝과 손가락 패드 센서 두 모델도 영향을 받았다.

공격자는 로봇이 잡을 위치에 태그를 붙여야 하며, 파지 위치가 8mm 넘게 벗어나면 성공률이 떨어진다. 학습 기반 정책이 아니라 단순 임계값 제어기와 짧은 정해진 작업으로 시험했다. 제안한 방어책인 촉각 값과 그리퍼 모터 전류, 관절 토크, 움직임의 교차 확인은 설명만 있고 효과는 측정하지 않았다. 광학식과 정전용량식, 저항식 촉각 센서는 다루지 않았다.