인공지능 / 강화학습 / MIT로봇 / 물건찾는로봇

 

외출하기 전 이것 저것 한 보따리씩 챙겨야지만 나갈 수 있는

저 같은 분 계신가요…? 🙋‍♀️

 

이 사진 속에 숨은 핸드폰을 찾아보세요

 

나가기 전 분명 다 챙겼다 생각했는데

막상 핸드폰이나 차 키 같은 필수템들이 안보이면

그 때부터 아주 멘붕이에요 😨

 

어떨 때는 친구랑 전화하던 중에도

“내 핸드폰이 어디 갔지?”  하는 실언을 하기도 하죠.

 

이런 순간에 혜성같이 등장해서

잃어버린 물건을 바로 찾아줄 수 있는 로봇이 있다면 어떨까요?

 

 

이 로봇 시스템은 MIT의 연구원들이 개발한 ‘RFusion’인데요.

카메라와 무선 주파수* 안테나가 그리퍼에 부착된 로봇 팔입니다.

*RF, Radio Frequency

 

이 로봇 팔은 안테나의 신호와 카메라의 시각적 입력을 통해 

우리가 찾고 있던 물건을 발견하는 방식입니다.

 

 

이렇게 물건들이 한 더미씩 막 섞이고 쌓여있어도 문제 없죠!

 

이 때 활용되는 것이 바로 무선 주파수 식별(RFID) 시스템인데요.

바로 무선 주파수를 이용해 물건이나 사람 등과 같은 대상을

식별할 수 있도록 해주는 무선 인식 기술입니다.

 

또 강화학습을 사용해 물체를 찾는 로봇의 궤적을 최적화할 수 있는 

신경망을 훈련하는 것도 완벽하게 수행했죠.

 

미국 메사추세츠공대(MIT) 연구진이 개발한 로봇 'RF-그래스프(Grasp)'. 박스 속에 숨어있는 물건들을 찾아내고 솎아낼 수 있다.

 

혹독한 훈련과정을 거친(?) 이 로봇은 그 후 각종 테스트에서 

종이 더미 등 목표물 위에 쌓인 장애물을 집게손으로 솎아낸 뒤, 

안정적으로 특정 물체를 꺼내는 데 성공했습니다. 

 

뿐만 아니라 한번에 여러 개의 물체를 꺼내는 작업도 성공했는데요.

이제 차 키와 핸드폰을 동시에 잃어버려도 걱정이 없겠군요😎

 

 

직접 움직이는 모습도 한번 보시겠어요?

 

먼저 안테나가 신호를 보내 물건에 달린 RIFD 태그*의 신호를 받아내는데요.

이 때 안테나의 검색 성공률은 무려 96%!

*매년 수십억 개의 RFID 태그가 의류 및 기타 많은 소비재를 포함하여 오늘날의 복잡한 공급망에서 객체를 식별하는 데 사용된다. 해당 연구에서도 역시 여러 물건에 배터리가 필요 없는 RFID 태그를 물건에 붙여두었다.

 

이후 안테나는 받은 신호를 식별하고 카메라의 입력과 결합해

물건이 있는 위치를 식별하며 점차 좁혀져갑니다. 

 

 

이후 시스템이 물체의 정확한 지점을 식별하면 

카메라를 통해 RF 및 시각 정보를 사용하고,

 

로봇 팔의 손 각도와 그리퍼의 너비를 결정한 다음

다른 항목을 먼저 제거해야 하는지의 여부까지 추론하게 됩니다. 

 

또한 마지막으로 물체의  RFID 태그를 마지막으로 한 번 스캔하여 

정확하게 집어올렸는지 확인하는 것이죠.

 

 

이렇게 보니 참 똑똑하고 훌륭한 기술들이 쓰인 것 같은데

집 안에서 잃어버린 물건만을 찾기에는 살짝 아쉽겠죠?😅

 

그래서 물류 창고에서 주문이 들어온 물품을 찾는다거나,

자동차 제조 공장에서 구성 부품을 식별 및 설치한다거나,

노인과 같이 가정에서 일상 작업을 수행하기 어려운 사람들을 돕는 등

 

아주 다양한 환경에서 활용될 수 있을 것으로 보입니다😎

 

 

위 로봇 뿐만 아니라, 이미 2005년에도

일본에서도 잃어버린 물건을 찾아주는 로봇이 있었는데요.

 

이 로봇의 이름은 ‘EIEW2’로 

6살 어린아이의 체형에 다리 하단에 바퀴가 장착돼서 

어디든 미끄러지듯 움직이는 것이 특징입니다 🙂

 

수차례의 업데이트를 통해

사람의 얼굴과 물체를 식별하고

위치 기억 능력을 가진 인공 두뇌를 탑재한 로봇이죠.

 

 

이 로봇은 RFID 태그가 아니라 인터넷을 통해 

다양한 물체의 이미지를 수집하고 데이터 베이스에 저장해

색깔과 모양을 비교해가며 물체를 찾는다고 합니다.

 

예를 들어 이 로봇의 눈 앞에

디지털 카메라 한 대를 보여주면

“이것은 DSLR카메라입니다” 라고 하겠죠?

 

그 과정에서 각 방안에 설치된 카메라들과 네트워크로 연결돼

송수신이 가능해야 한다는 점에서,

좀 더 간편화 된 것은 역시 앞의 RFusion 입니다😉

 

 

 

앞으로 RFusion의 이 기술이 

얼마나 다양한 환경에서 사용될지 정말 많은 기대가 되는데요.

 

본격적으로 상용화가 시작되어 이 로봇이 딱 필요한 환경에서 

유용하게 활용될 수 있으면 좋겠습니다🙂