[영상] 배드민턴 치던 로봇 개, 공 던지는 법도 배웠다

ETH 사족보행 로봇, 로봇 팔과 강화학습으로 더 진화

물건을 정확하게 집은 뒤 원하는 곳으로 자유롭게 던질 수 있는 똑똑한 로봇이 탄생했다. 

스위스 취리히 연방공대 연구진이 인공지능(AI) 기반 사족보행 로봇 ‘애니말(ANYmal)’에 맞춤형 팔을 장착해 정확하게 물건을 집고 던질 수 있게 개발했다고 과학전문매체 인터레스팅엔지니어링이 29일(현지시간) 보도했다.

파비안 제넬텐이 이끄는 ETH 연구진은 기존 애니말 로봇에게 그리퍼를 갖춘 로봇 팔을 탑재했다. 이후 연구진은 로봇을 가상환경에 먼저 배치해 강화학습 방식으로 훈련을 시켰다. 가상 환경에서 로봇 개는 물체를 부수거나 부상 당할 위험 없이 수백만 번의 던지기 연습을 수행했다.

ETH이 개발한 로봇개가 물건을 정확하게 집고 던지는 기술을 학습했다. (영상=ETH 유튜브)

이를 위해 연구진은 '시뮬레이션-현실 전이(sim-to-real transfer)' 기술을 사용했다. 가상 환경에서 로봇이 다양한 시나리오로 무한 테스트를 진행해 예측 불가능한 야외 환경에 대비하고, 학습된 행동이 실험실 밖에서도 안정적으로 유지되도록 했다.

자유도 6의 로봇 팔은 마치 실제처럼 유연하게 움직였다. 로봇 집게는 겉보기에는 단순해 보이지만, 사과부터 테니스 공까지 다양한 물체를 잡을 수 있었다. 연구진은 이 로봇이 땅에서 물건을 집어들고, 균형을 유지하기 위해 자세를 바꾸고 놀라울 정도로 정확하게 던지도록 훈련시켰다.

사진=스위스 취리히 연방공대

실제 테스트에서 연구진은 공이나 병, 과일을 잔디, 자갈, 콘크리트 위에 뿌렸다. 로봇은 이를 성공적으로 집어 들어 최대 5m 떨어진 표적에 던졌습니다. 강풍이나 고르지 않은 지형과 같은 어려움에 직면했을 때에도 애니말 로봇은 실시간으로 적응해 정확도를 유지했다.

파비안 제넬텐에 따르면, 모든 단계를 미리 프로그래밍해야 하는 기존 로봇과 달리 애니말의 학습 모델은 실제 상황의 예측 불가능성에 적응할 수 있도록 설계됐다. 대부분의 로봇이 예상치 못한 상황에 어려움을 겪는 반면, 이 로봇은 대부분의 상황을 원활하게 처리하고 중단 없이 작동하도록 설계됐다고 그는 강조했다.

인간과 자율적으로 배드민턴을 칠 수 있는 사족 보행 로봇이 개발됐다. (영상=ETH Zurich 유튜브)

이 로봇은 지난 달 인간과 배드민턴을 치는 모습을 시연에 주목을 끌었다. 당시 연구진은 애니말로봇을 인간 선수와 겨루게 한 결과, 로봇이 최대 10번 연속 슛을 날릴 수 있었다고 설명했다.