美 일리노이대 어바너-샴페인 김주형 교수팀, 모듈형 로봇 생태계 '파플' 개발

전문서비스로봇

美 일리노이대 어바너-샴페인 김주형 교수팀, 모듈형 로봇 생태계 '파플' 개발

로봇신문사 2025. 7. 9. 16:22

▲ 리더(제어장치)를 이용해 팔로워 로봇을 제어하고 있다.

미국 일리노이대 어바너-샴페인(UIUC) 김주형 교수 연구팀(KIMLAB·Kinetic Intelligent Machine LAB)이 공유 및 재구성 가능한 로봇팔 플랫폼 ‘파프라스(PAPRAS·Plug-And-Play Robotic Arm System)’를 기반으로 모듈형 로봇 생태계 ‘파플(PAPRLE·Plug-And-Play Robotic Limb Environment)’를 개발해 공개했다.

이 시스템은 게임 컨트롤러, VR 기기, 인형극 장치처럼 친숙한 방식으로 로봇팔이나 다리를 쉽게 원격 조작할 수 있도록 지원한다.

▲ 게임 컨트롤러, VR 등 제어장치로 로봇을 원격 제어하고 있다.

‘파플’은 로봇 팔과 다리의 유연한 배치와 직관적인 제어가 가능한 모듈러 시스템이다. 사용자가 다양한 ‘리더(제어장치)-팔로워(로봇 사지)’ 시스템을 유연하게 구성하고, 통일된 ‘티칭-오퍼레이션(TA)’ 프레임워크를 통해 원격 제어한다. 또한 대규모 로봇 학습 데이터 수집이 용이하도록 확장 가능한 솔루션을 제공한다.

파플의 핵심은 ‘플러그형 퍼페티어(Puppeteer, 인형극 시스템)’ 장치다. 이 장치는 사용자의 필요에 따라, 한 쌍의 팔을 테이블에 장착해 테이블탑 작업을 수행하고, 카운터나 벽 위에 장착해 작업 공간을 확장하며, 모바일 플랫폼에 탑재해 이동식 조작 작업을 수행할 수 있다.

인형극 시스템뿐 아니라 게임 컨트롤러, VR 인터페이스 등 다양한 입력장치(리더)를 활용해 동일한 팔로워(추종) 로봇을 제어할 수 있다. 이를 통해 다양한 원격 조작 시나리오에 효과적으로 대응하고, 사용자의 작업 요구에 유연하게 적응할 수 있다.

▲ 로봇 훈련 데이터를 수집하고 있는 모습

특히 파플은 팔로워 로봇의 형태나 구성에 관계없이 양방향 원격 조작을 지원하며, 실시간 힘 피드백을 바탕으로 '공동 공간' 및 '작업 공간' 제어를 모두 지원함으로써 높은 사용자 몰입감과 정밀한 물리적 상호작용을 구현할 수 있다. 이는 복잡하고 반응적인 조작 작업에 적합한 구조로 평가된다.

연구팀은 파플이 로봇 학습 정책 훈련을 위한 실연 데이터를 다양한 작업 및 플랫폼에서 효율적으로 수집하는 데 탁월한 성능을 발휘한다고 소개했다.

이번 프로젝트는 DGIST 및 토요타리서치연구소(TRI)와의 협업으로 이뤄졌다.