英 버밍엄대, 분해 작업·제어전략 스스로 배우는 자율로봇 개발 추진

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▲영국 버밍엄대 주도의 ‘아타리’ 프로젝트가 내년말 자율학습 분해 작업 로봇 시제품 개발을 목표로 연구에 주력하고 있다. 사진은 이 프로젝트에 참여한 쿠카UK의 쿠카 로봇. (사진=쿠카)

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배터리 분해 작업 현장 등에 투입돼 스스로 학습하고 분해하는 자율로봇 개발 연구 프로젝트가 영국 버밍엄대 주도로 진행되고 있다고 ‘디엔지니어’가 지난 17일(현지시각) 보도했다.

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영·중 연구진의 이 연구는 부품과 제품을 분해하고 재생산하는 자율로봇을 대상으로 한 것이다. 특히 이 로봇은 전기차 배터리 팩을 재활용 및 재사용할 수 있게 해 줄 것으로 기대를 모은다.

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이 ‘산업계에서 접촉이 풍부한 작업을 위해 스스로 학습하는 로봇(ATARI·아타리)’ 프로젝트는 영국 기술 및 물리학 연구위원회(EPSRC)의 지원을 받는다. 왕용징 버밍엄대 기계공학과 박사가 주도하고 있으며 자동 분해를 위한 스마트 학습을 가능케 한다.

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왕 박사는 “로봇이 분해 작업과 관련 제어 전략을 스스로 학습할 수 있도록 인공지능(AI) 기반 메커니즘을 개발하는 데 주력할 것”이라고 말했다.

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그는 “제안된 접근법은 현재 매우 많이 조정되고 스케줄 기반으로 이뤄지는 접촉이 많은 작업을 자동화하는 데 대한 또 다른 관점을 제공한다는 점에서 참신하다”며, “이러한 자체 학습 기능을 통해 분해 자동화 구현을 크게 간소화해 재활용 및 재생산 산업에 도움이 될 수 있기를 바란다”고 말했다.

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아타리 프로젝트의 과제 중 하나는 로봇이 더 손재주가 뛰어난 방법을 배울 수 있도록 심층 강화 학습(DRL) 기술과 고차원 데이터 융합 방법을 개발하는 것이 될 것이다.

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왕 박사는 “가상 환경에서 고차원 제어 정책을 학습할 수 있는 심층강화학습 능력을 입증했다”고 설명했다. 그는 “아타리 프로젝트는 물리적 분해 과정에서 심층 강화학습 구현을 목표로 한다. 특히 심층강화학습과 다차원 힘·토크·비전 센서가 로봇에 결합돼 접촉이 많은 작업에서 스스로 손-눈 간 조정을 학습할 수 있게 된다. 훈련용 데이터가 부족하기 때문에 분해에 심층강화학습을 사용하는 것은 매우 어려운 것으로 간주돼 왔다. 그러나 최근 고차원 데이터 융합의 발전은 잠재적으로 심층강화학습에 필요한 데이터 양을 크게 줄일 수 있기 때문에 아타리의 아이디어를 가능케 한다”고 설명했다.

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아타리는 왕 박사가 3년 이상 참여해 2016년 발표한 3년짜리 오토리맨(AUTOREMAN) 프로젝트를 기반으로 구축된다. 그는 “오토리맨이 분해 역학의 모델링과 로봇 동작제어를 위한 핵심 알고리즘 및 절차 개발을 포함한 분해 자동화의 많은 핵심 주제들을 다뤘다”고 말했다.

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이어 “아타리가 분해에 초점을 맞추고 있지만, 이 연구는 미래에 지능적 로봇이 주도하는 행성 탐사, 수리, 재활용과 같이 접촉이 많은 작업 자동화에 광범위하게 적응할 수 있다”고 설명했다.

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왕 박사는 “아타리의 계획은 2023년 말까지 스스로 배워서 분해를 할 수 있는 시제품 로봇을 보여주면서 시연을 하는 것이다. 우리는 이것이 오토리맨에서 만든 것을 기반으로 해 달성할 수 있다고 생각한다”고 밝혔다.

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그는 “우리는 학술지와 책에 실린 우리의 연구가 잠가져 있기를 원치 않는다. 우리는 이 연구가 아타리 프로젝트 안에서 대학과 기업들이 서로 연결되고, 이를 통해 연구 성과가 사회적, 경제적으로 영향을 미칠 수 있길 바란다. 우리의 국제 파트너들은 또한 해외에서의 아타리의 영향을 개선하고 국제 사회를 만드는 데 기여할 수 있다”고 말했다.

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이 2년 프로젝트 파트너는 제조기술센터(Manufacturing Technology Centre), 키엔스(영국), 영국 쿠카 로보틱스, 중국의 베이항대(北京航空航天大学)와 우한공대 등이다.

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이성원 sungwonly09@gmail.com

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