parkyeonjae제목 : 바나나·고구마 껍질 벗기는 로봇…’곡면 난제’ 해결
출처 : 동아사이언스
링크 : https://www.dongascience.com/ko/news/77508
요약 : 젬 빌랄로을루 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 교수팀은 열 방정식을 활용해 로봇이 다양한 형태의 곡면 물체를 다룰 수 있는 기술을 개발하고 연구 결과를 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’에 22일(현지시간) 발표했다. 실험에 쓰인 관절 6개 짜리 로봇은 칼·껍질 벗기개·표면 탐색 도구 등을 교체해 장착할 수 있다.
먼저, 로봇이 물체를 다루기위해서는 표면 각 지점에서 물체의 각 방향이 무엇을 의미하는지 파악해야하는데, 이때 상자 같이 평평한 면으로 이뤄진 물체와 달리 바나나는 위치마다 곡률이 달라 하나의 고정된 기준을 쓸 수 없다. 이에 더해 바나나 한 종류만 해도 크기와 휨 정도가 제각각이어서 형태마다 로봇에 별도로 가르치는 건 사실상 불가능하다.
연구팀은 열이 표면을 따라 퍼져 나가는 원리를 수식으로 표현한 열 방정식을 통해 이에 대한 해법을 찾았다. 연구팀은 표면 위 몇 군데에 기준점을 설정하고 방향 정보가 열처럼 기준점에서 표면 전체로 자연스럽게 퍼지도록 했다. 이는 모든 지점의 방향이 자동으로 채워진 방향 지도가 만들어지는 원리다. 이는 ‘확산 방향장’이라고 불리는데, 확산 방향장을 활용하면 로봇이 새 물체를 만났을 때 처음부터 다시 학습할 필요가 없다. 로봇은 ‘표면을 따라 이동하며 일정한 힘으로 누른다’는 행동 방식을 저장해 둔다. 새 물체가 나타나면 카메라와 깊이 센서로 형태를 측정해 방향장을 새로 계산하고 저장된 행동 방식을 그대로 적용한다. 연구팀은 “확산 방향장이 원격 조작·궤적 계획·강화학습 등 다양한 로봇 제어 방식과 결합할 수 있는 모듈형 구조”라고 설명했다.
한 줄 요약 : 젬 빌랄로을루 스위스 로잔연방공과대 교수팀이 열 방정식을 활용해 로봇이 다양한 형태의 곡면 물체를 다룰 수 있는 기술을 개발하였는데, 이 기술은 확산 방향장을 이용하며 로봇이 처음부터 다시 학습할 필요 없이 행동 방식을 저장해 두게 하는 유용성을 띤다.