美 조지아텍, 인간보다 빠른 로봇 학습 AI 시스템 개발

▲조지아텍 연구팀이 인간 교사의 시연 속도를 뛰어넘어 작업을 수행할 수 있는 AI 로봇 학습 시스템을 개발했다. (사진=조지아텍)

미국 조지아공대(조지아텍) 연구팀이 인간 교사의 시연 속도를 뛰어넘어 작업을 수행할 수 있는 인공지능(AI) 로봇 학습 시스템을 개발했다고 19일(현지시간) 밝혔다.

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연구팀이 개발한 'SAIL(Speed Adaptation for Imitation Learning, 모방 학습을 위한 속도 적응)'은 로봇이 인간의 시연을 관찰해 학습하는 '모방 학습' 방식에 기반하되, 학습 이후에는 인간의 속도에 구애받지 않고 훨씬 빠르게 작업을 수행할 수 있도록 설계됐다.

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기존 모방 학습 방식은 인간이 작업을 시연하면 로봇이 카메라와 센서를 통해 인식한 데이터를 기반으로 학습한다. 하지만 '로봇은 자신을 가르친 사람만큼만 빠르게 작업할 수 있다'는 근본적인 제약이 있었다.

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SAIL은 고속 이동 중에도 동작을 부드럽게 유지하고, 움직임을 정확히 추적하며, 작업 복잡도에 따라 속도를 동적으로 조절하고, 하드웨어 지연을 고려해 동작을 예약하는 모듈형 구조를 채택해 이 같은 한계를 해결했다.

▲로봇이 컵쌓기 동작을 훈련하고 있다. (사진=조지아텍)

연구팀은 컵 쌓기, 천 접기, 과일 담기, 식품 포장, 화이트보드 닦기 등 12가지 작업을 시뮬레이션하고 기존 모방학습 방식과 비교한 결과, 대부분의 작업에서 SAIL을 적용한 로봇이 기존 모방 학습 시스템보다 3~4배 빠르게 작업을 완료하면서도 정확도는 유지한 것으로 나타났다. 다만 화이트보드 닦기처럼 표면과 계속 접촉해야 하는 작업은 고속 실행이 까다로웠다.

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이번 연구를 주도한 슈레야스 쿠시크(Shreyas Kousik) 교수는 "우리가 만들려는 것, 그리고 산업계도 만들려는 것은 인간의 손이 할 수 있는 모든 작업을 수행할 수 있는 범용 로봇"이라며, "실험실 밖에서 실제로 작동하려면 속도가 정말 중요하다"고 강조했다.

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연구팀은 "목표는 단순히 로봇을 더 빠르게 만드는 것이 아니라, 언제 속도를 높이는 것이 도움이 되고 언제 실수를 유발할 수 있는지를 판단할 만큼 충분히 스마트하게 만드는 것"이라고 설명했다.

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SAIL이 로봇을 즉시 범용적으로 만들어주는 것은 아니지만, 인간의 속도에 제약받지 않고 인간에게서 배울 수 있는 로봇 시스템으로 나아가는 중요한 발걸음이라고 연구팀은 밝혔다.

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이번 연구 성과는 작년 11월 열린 인공지능 컨퍼런스인 ‘CoRL 2025’에 소개됐으며 출판전 논문 공개 사이트인 ‘아카이브(arXiv)’에도 공개됐다. (논문 제목:SAIL: Faster-than-Demonstration Execution of Imitation Learning Policies)

 

백승일 기자 robot3@irobotnews.com

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