도호쿠대-홍콩대 연구팀, 시각·촉각 통합한 '촉각알로하' 시스템 개발

▲촉각알로하를 이용한 로봇 조작. 3D 프린팅 브래킷을 사용하여 알로하 로봇 시스템에 겔사이트(GelSight) 센서를 장착하여 조작 중 물체의 질감을 인식하고 로봇의 조작 능력을 향상시시켰다.

일본 도호쿠대, 홍콩대 공동 연구팀이 시각과 촉각 정보를 통합해 로봇 팔이 환경에 적응하며 물체를 정밀 조작할 수 있는 새로운 접근법인 ‘촉각알로하(Tactile Aloha)’ 시스템을 개발했다고 밝혔다. 기존 시각 기반 방식보다 높은 성공률을 기록한 이번 성과는 다중 모드 피지컬 AI 분야에서 중요한 진전을 이뤘다.

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이번 연구 결과는 최근 ‘IEEE 로보틱스 앤 오토메이션 레터스(Robotics and Automation Letters)’에 게재됐다.(논문 제목:TactileAloha: Learning Bimanual Manipulation With Tactile Sensing)

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테크엑스플로어 보도에 따르면, 연구팀은 스탠포드대가 개발한 저비용 오픈소스 원격조작 로봇 시스템 ‘알로하(ALOHA)’를 기반으로 인공지능 시스템을 개발했다. 알로하는 양팔 로봇을 활용한 원격 조작과 학습을 지원하지만, 기존에는 주로 시각적 정보에 의존해 물체의 질감이나 앞뒤를 구분하는 데 한계가 있었다. 카메라 정보에만 의존하기 때문에 벨크로나 케이블 타이처럼 앞뒷면이 다를 경우 물체 인식률이 떨어진다.

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이를 개선하기 위해 연구팀은 로봇 손에 촉각 센서를 탑재한 ‘촉각 알로하(TactileAloha)’ 시스템을 개발했다. 알로하 로봇 핸드에 겔사이트(GelSight) 촉각 센서를 부착한 로봇 그리퍼를 장착했다. 이 센서는 물체의 표면 질감·방향·미세한 구조를 촉각처럼 인식할 수 있다.

▲ 촉각알로하의 개요

이 시스템은 벨크로의 앞면과 뒷면, 케이블 타이의 방향처럼 시각만으로는 구분하기 어려운 특성을 촉각을 통해 식별하고, 적절한 양손 조작을 수행할 수 있도록 지원한다. 연구팀은 ‘시각-촉각 트랜스포머’ 기술을 적용해 로봇이 더 유연하고 적응적인 제어 능력을 발휘한다는 사실을 확인했다.

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하야시베 미쓰히로 도호쿠대 공과대학원 교수는 “시각 정보만으로는 판단하기 어려운 질감 기반의 결정을 로봇이 내릴 수 있도록 한 것이 이번 성과의 핵심”이라며, “멀티모달 피지컬 AI를 실현하기 위한 중요한 단계”라고 설명했다.

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연구팀은 촉각 알로하가 다양한 감각 입력을 결합해 더 정밀하고 반응적인 움직임을 구현할 수 있음을 입증했다. 이를 통해 요리, 청소 등 일상 작업을 수행할 수 있는 로봇 도우미의 상용화 가능성이 한층 가까워졌다는 평가다. 이번 연구에는 도호쿠대 공과대학원, 홍콩사이언스파크, 홍콩대 소속 연구자들이 참여했다.

 

ksjang@irobotnews.com

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