스위스 취리히연방공대, 배드민턴을 칠 수 있는 4족 로봇 기술 개발

 

▲배드민턴을 칠 수 있는 4족 보행 로봇

스위스 취리히연방공과대학교(ETH Zurich)의 로봇시스템연구실(Robotic Systems Lab)이 사람과 배드민턴을 칠 수 있는 4족 보행 로봇 기술을 개발했다고 발표했다.

 

연구팀은 강화 학습 기반 컨트롤러를 적용해 로봇이 경기 중 셔틀콕의 움직임을 추적하고 예측하며 반응할 수 있도록 했다. 이를 통해 다리형(legged) 로봇이 고난도 스포츠 환경에서도 효과적으로 작동할 수 있음을 입증했다.

 

이번 연구 결과는 권위 있는 학술지 '사이언스 로보틱스(Science Robotics)에 “Learning coordinated badminton skills for legged manipulators(다리형 조작기를 위한 배드민턴 기술 학습)”이라는 제목으로 게재됐다.

 

배드민턴은 테니스와 유사한 라켓 스포츠로, 공 대신 셔틀콕을 사용한다는 점이 가장 큰 차이점이다. 경기 방식은 네트를 사이에 두고 셔틀콕을 상대방 코트로 넘기는 것으로, 빠른 이동과 정밀한 타격이 요구된다. 이를 위해서는 민첩한 발놀림과 손의 정교한 제어 능력이 필수적이다.

 

▲ 로봇의 구성과 주요 작동 원리를 설명한 이미지

▲ 다양한 환경에서 배드민턴을 치고 있는 4족 로봇

 

연구팀은 네 다리로 안정적이고 유연한 움직임을 구현할 수 있는 로봇 플랫폼에, 스테레오 카메라와 동작이 가능한 로봇 팔을 장착했다. 여기에 강화학습 기반 컨트롤러를 통합해 로봇이 자신의 위치를 실시간으로 조정하고 셔틀콕에 능동적으로 반응할 수 있도록 했다.

 

또한 로봇의 인지 정확도를 높이기 위해 '인식 노이즈 모델(perception noise model)'도 도입했다. 이 모델은 카메라로부터 수집된 실제 환경의 정보와 훈련 데이터베이스 간의 차이를 보정함으로써, 로봇이 보다 인간과 유사한 방식으로 경기 상황을 이해하고 반응할 수 있도록 돕는다. 덕분에 로봇은 셔틀콕을 시야에 유지하거나 스트로크 동작을 정확히 수행하기 위해 기저부(base)를 앞뒤로 기울이는 ‘피칭(pitching)’ 움직임까지 가능하게 됐다.

 

이번에 개발된 로봇은 ‘애니멀(ANYmal)-D’로 명명됐으며, 테스트 결과 실제 배드민턴 코트에서 안정적으로 움직이며 사람과 최대 10회까지 랠리를 지속할 수 있는 것으로 나타났다.

 

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