美 카네기멜론대, 원격 조작자 전신 모방 휴머노이드 기술 'H2O' 개발

 

 

 

▲ 로봇이 인간의 동작을 모방하는 모습

 

美 카네기멜론대(Carnegie Mellon University) 연구팀이 최근 인간 크기의 휴머노이드 로봇을 효과적으로 원격 조작할 수 있는 기술인 ‘H2O’(Human2HumanOid)를 개발했다고 테크엑스플로어가 6일(현지 시각) 보도했다.

 

이 기술은 다양한 스포츠 동작, 유모차 밀기, 상자 운반하기 등 특정 동작 세트를 필요로 하는 수작업에서 휴머노이드 로봇의 훈련을 가능하도록 지원한다.

 

연구팀은 이번 연구 성과를 출판전 논문 게재 사이트인 ‘아카이브’(arXiv)에 발표했다.(논문 제목:Learning Human-to-Humanoid Real-Time Whole-Body Teleoperation)

 

논문 공동 저자인 구아니야 시(Guanya Shi)는 테크엑스플로어에 "많은 사람들이 2024년을 휴머노이드의 해라고 믿고 있다. 이는 주로 인간과 휴머노이드 간 구현 조정(embodiment alignment)이 인간의 인지 능력과 댜재다능한 휴머노이드 능력간 원활한 통합을 가능하게 만들기 때문“이라고 말했다.

 

이어 "이렇게 흥미로운 통합을 하기 전에 먼저 데이터 수집과 알고리즘 개발을 위해 인간과 휴머노이드 간 인터페이스를 만들어야 한다. H2O(Human2HumanOid)는 RGB 카메라만을 활용해 실시간 전신 원격 조작 시스템(whole-body teleoperation system)을 도입, 많은 실제 작업에서 인간이 휴머노이드를 정확하게 원격 조작할 수 있도록 하는 데 첫발을 내디뎠다"고 했다. 기존 연구 방법들과 달리, H2O는 RGB 카메라에만 의존하는데, 이는 H2O의 업스케일링(up-scale)과 광범위한 사용을 용이하게 한다고 덧붙였다.

 

H2O는 확장 가능하고 효율적인 방법으로 사람의 동작에 대한 대규모 데이터 세트를 수집하고, 이러한 동작을 휴머노이드 로봇에 재타게팅함으로써 사람이 실시간 원격 조작으로 로봇의 모든 신체 동작을 재현할 수 있도록 지원한다.

 

 

 

▲'심-투-데이터(sim-to-data)' 방법론을 통해 인간의 동작을 휴머노이드 능력으로 재타게팅한다.

 

연구팀은 "H2O 원격 조작은 RGB 카메라만 사용해 휴머노이드 로봇의 실시간 전신 원격 조작을 용이하게 하는 강화학습(RL) 기반 프레임워크"라며 "이 과정은 새로운 '심-투-데이터(sim-to-data)' 방법론을 통해 인간의 동작을 휴머노이드 능력으로 재타게팅하는 것이다. 이는 휴머노이드의 물리적 제약에 따라 동작이 가능하도록 보장한다. 정제된 동작 데이터 세트는 시뮬레이션에서 RL 기반 동작 모방기(motion imitator)를 훈련시켜 추가 조정 없이 실제 로봇으로 전송된다"고 말했다.

 

연구팀은 이 방법이 최소한의 하드웨어 요구 조건에도 불구하고, 로봇들이 실시간으로 다양한 역동적인 전신 동작들을 수행할 수 있다는 것을 보여주었다고 밝혔다.

 

H2O 프레임워크는 다른 동작을 바로 복제하고 집안 일, 유지 보수 작업, 의료 지원 제공, 인명 구조작업 등 다양한 실제 작업에서 로봇을 훈련시키는 데 사용될 수 있다. RGB 카메라만 필요하기 때문에 다양한 환경에서 현실적으로 구현될 수 있다고 연구팀은 밝혔다.

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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