美 스탠포드대, 오픈소스 홀로노믹 모바일 매니퓰레이터 개발

 

▲ 휴대폰으로 로봇을 조작하고 있다.(사진=유튜브 캡쳐)

 

미 스탠포드대, 프린스턴대, 덱스터리티(Dexterity) 공동 연구팀이 여러 종류의 집안 일을 수행할 수 있으며, 로봇용 알고리즘을 훈련시키거나 테스트할 수 있는 오픈소스 모바일 로봇 ‘타이디봇++(Tydybot++)’을 개발했다고 밝혔다. 이 로봇은 '홀로노믹 베이스(holonomic base)'를 채택, 기존의 '차동 구동 드라이브 베이스(differential drive base)'에 비해 비좁은 공간에서도 효율적인 동작이 가능하다는 설명이다.

 

이 로봇 플랫폼은 ‘로봇학습에 관한 국제 컨퍼런스(Conference on Robot LearningㆍCoRL)’에서 발표됐으며 ‘아카이브(arXiv)’에 게재됐다.(논문 제목:TidyBot++: An Open-Source Holonomic Mobile Manipulator for Robot Learning)

 

논문 수석 저자인 자넷 보그는 테크엑스플로와의 인터뷰에서 “우리 논문은 로봇공학, 특히 모바일 조작 분야에서 확장 가능한 데이터 수집의 필요성이 증가하는 데 영감을 받았다”고 말했다.

 

연구팀에 따르면, 모방 학습은 실제 시연(demonstration) 과정에서 획득한 데이터의 활용이 중요한데, 접근성이 좋은 연구 플래폼이 부족한 상황이다. 연구팀은 이를 개선하기위해 집안 일을 수행하는 데 적합하고, 모방학습 알고리즘을 위한 훈련 데이터를 수집하는데 활용할 수 있는 로봇 플랫폼을 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 로봇 커뮤니티에서 광범위하게 활용할 수 있도록, 쉽게 접근할 수 있는 다재다능한 플랫폼을 설계했다고 설명했다.

 

타이디봇++는 집안 일을 정확하고 쉽게 수행하도록 설계됐다. 전동 캐스터 바퀴를 갖춘 홀로노믹 베이스를 갖고 있어, 기존의 차동 구동시스템 로봇 베이스와 달리 앞,뒤, 좌우, 회전 등 어떤 방향으로든 자유롭게 이동할 수 있다. 이러한 향상된 기동성 덕분에 로봇의 동작을 단순화하고, 비좁은 공간에서 재배치 등 작업을 효율적으로 수행할 수 있다는 설명이다.

 

타이디봇++는 알루미늄 재질의 모듈형 프레임을 채택하고 있으며, 제작이 쉽고 다양한 로봇팔이나 센서를 사용자의 필요에 맞게 추가할 수 있다. 알루미늄 프레임에는 소형의 전동식 캐스터 휠이 통합되어 있어 모터식 사무용 의자처럼 자유롭게 돌아다닐 수 있다. 이 로봇은 ‘웹XR’ API를 활용, 휴대폰 원격 조작 인터페이스를 지원한다. 이 인터페이스를 활용하면 휴대폰으로 로봇의 움직임을 직관적으로 제어할 수 있다.

 

연구팀은 이 로봇이 다른 플랫폼에 비해 기동성과 접근성이 뛰어나며, 집안 일을 학습하는 데 최적화돼 있다고 말했다. 타이디봇++를 제작하는 데 드는 비용은 5천~6천 달러 정도로 저렴한 편이다. 게다가 특정 로봇 팔이나 센서를 추가해 중요한 구조를 사용자에 맞게 바꿀 수 있어 연구용으로 활용하는 데 적합하다는 설명이다.

 

연구팀은 타이디봇++를 시연한 결과, 냉장고 열기, 조리대 닦기, 식기세척기에 그릇 넣기, 세탁기에 세탁물 넣기 등 다양한 동작을 높은 성공률로 완료했다고 밝혔다.

 

▲ 세탁기에 옷을 넣는 동작(사진=스탠포드대_

▲ 꽃에 물을 주는 동작(사진=스탠포드대)

 

논문 주요 저자인 지미 우(Jimmy Wu)는 “홀로노믹 베이스가 효율성, 작업 성공률, 원격 조작 용이성에서 비홀로노믹 설계 방식을 크게 능가한다는 것을 보여주었다”며 “디자인과 소프트웨어를 완전히 오픈소스로 만들어 모바일 매니퓰레이터에 대한 접근을 민주화했다. 전세계 연구자들이 모바일 매니퓰레이터 연구를 발전시킬 수 있도록 하는 것을 목표로 했다"고 말했다.

 

연구팀은 향후 첨단 센서와 다중 로봇 팔을 통합해 집 안에서 할 수 있는 작업 범위를 확장하고, 보다 직관적인 인터페이스와 자동화 기능을 개발할 계획이다.

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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