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취재수첩) 산업용 로봇 인공지능(AI)과 융합으로 거듭난다!

기사승인 2017.09.10  23:15:46

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- 교육 없이 로봇에 새로운 작업과 기술을 부여하고자 할 경우 단지 인간의 움직임을 모방하고 스스로 학습하고 스스로 작업하는 것으로

생산 현장의 인력 부족과 인건비 상승 등을 배경으로 산업용 로봇의 지능화 요구가 높아지고 있다. 그동안 국내외적으로 대표적인 성장 전략의 일환으로 산업에서 로봇의 도입과 발전을 평가하고 있었다. 로봇은 이제 AI의 융합으로 재무장하고 관련 산업에 극적인 변화를 꾀하고 있다.

독일의 ‘인더스트리 4.0’ 중국의 '중국 제조 2025' 등과 일본이 지난해 4월 '인공지능전략회의‘란 범부처 기구를 설립하면서 AI 경쟁력 강화를 위해 박차를 가하고 있다. 이처럼 각국이 생산성 향상을 위해 AI 기술을 활용한 산업 경쟁력 대책을 내세우고 있다. 세계적인 기류라고 보인다.

산업용 로봇에 AI가 활용되는 다양한 변화가 일어날 것이지만, 가장 주목 받고 있는 것은 스스로 학습하여 생산성 향상에 연결 산업용 로봇의 등장이다. 로봇을 수동으로 조작하면서 그 궤도를 기록했던 기존의 매뉴얼 티칭 작업은 더 이상 필요하지 않을 것 같다.

특히 ‘산업용 로봇을 더 지능적으로 사용 편의성’을 내거는 일본의 산업용 로봇 업체인 무진(MUJIN)은 산업용 로봇 기술에 AI를 활용하여 많은 제어 장치를 개발하고 있다. 기존 로봇작업에는 뭔가 작업을 하고 싶다면 사전에 학습시킬 과정에 많은 시간이 필요로 했었다. 그러나 더 이상 인간이 로봇 동작(작업)을 교육할 필요는 없다. ‘티치 레스(teach less)’로봇 시스템 으로 이제 로봇은 할당된 작업을 스스로 학습하면서 완성하는 것이다.

각 로봇의 역운동학(Inverse Kinematics) 방정식을 풀기 위해 모든 예외 상황을 고려 최적의 프로그램을 생성하는 이미지(좌), 현실 세계를 고려한 동작 계획(Motion Planning) 이미지(우).(사진:무진)

선택 작업자는 3D 카메라, 무진 3D 비전, 무진 컨트롤러, 로봇 등으로 구성되어있다. 3D 카메라의 이미지 데이터를 무진 컨트롤러가 3D 비전을 인식하고 이어서 동작 생성을 로봇에 동작 지시를 한다. 고정밀 3D 시뮬레이터를 구사하는 것으로, 전문가가 아니어도 3 주 정도의 단기간에 벌크 피킹 등 자동화 시스템도 구축할 수 있는 세계 최초의 완전 티치 레스 기반 지능형 로봇 컨트롤러인 것이다.

미쓰비시가 개발한 '스마트 학습 AI'도 흥미롭다. 산업용 로봇이 스스로 학습한다고 해도 기존에는 엄청난 시행 횟수와 그에 따른 학습 시간이 필요했었다. 미쓰비시의 스마트 학습 AI는 그 학습 시간을 크게 줄여 준다. 이 기술은 기존의 AI 기술에 비해 약 50 분의 1의 시도 횟수에서 학습이 완료된다고 지난 5월 발표했었다. 자신의 심층 강화 알고리즘과 인공지능을 결합하여 연산량을 보통 100 분의 1까지 줄일 수 있으며, 메모리나 CPU 처리 성능이 높지 않은 기기에도 탑재가 가능한 것으로 나타났다.

또한 야스카와 로봇 모토맨 HC10(MOTOMAN-HC10)은 간단한 조작성으로 프로그래밍 펜던트를 사용하는 기존의 학습 방법이 아니라 로봇 팔을 직접 손으로 잡고 자유롭게 조작하고 어떤 동작을 교육시키는 다이렉트 티칭(Direct teaching) 기능을 갖추고 있어 직관적인 조작에 의한 로봇의 동작 제어가 가능하기 때문에 로봇 조작에 익숙하지 않은 일반 작업자도 쉽게 로봇을 제어할 수 있게 됐다고 지난 6월에 발표했었다.

아울러 인공지능으로 각종 로봇의 시뮬레이터 속에서 시행착오를 빠르게 극복할 수 있지만, 시행착오와 학습 시간을 줄여야 한다는 과제가 있었다. 이를 위한 접근로 미국 버클리 대학의 로봇 연구팀의 발상도 놓칠 수 없다. 연구팀은 2015 년에 스스로 학습해 나가는 산업용 로봇 ‘BRETT(브렛)'를 발표, 브랫에 VR(가상현실) 시스템을 결합하여 훈련의 효율화에 성공했다고 한다. 인간이 VR 헤드셋을 착용 모션 컨트롤러에서 작업을 함으로써 그동안 프로그래밍에 몇 주에서 몇 달 걸리던 시간이 단 하루로 축소했다고 한다.

이처럼 극적인 변화를 꾀하는 산업용 로봇이 인공지능(AI)과 융합으로 로봇에 새로운 작업과 기술을 부여하고자 할 경우 단지 인간의 움직임을 모방하고 스스로 학습하고 스스로 작업하는 것으로 산업현장의 공정과 작업은 매우 빠르고 간편하고, 편리하게 진화되고 있다. 숙련 작업자의 감소, 일손 부족과 인건비 상승, 생산성 향상 등의 우리 산업의 전반적인 문제를 해결하는 구세주가 될지도 모른다.

박현진 기자 nwngm@naver.com

<저작권자 © 세미나투데이 무단전재 및 재배포금지>
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