생기원, 세계 최초 ‘AI 기반 물체 조립기술’ 개발

전류가 흐르는 현장에서의 전선작업 등 위험한 현장에 투입돼 작업할 수 있도록 응용 연구 예정

국내 연구진이 로봇 손에 AI(인공지능) 기술을 접목하여 사람의 개입 없이 물체 조립을 할 수 있는 기술을 개발했다.

한국생산기술연구원(이하 생기원) AI·로봇연구부문 배지훈 박사 연구팀이 2020년 자체 개발한 스마트 그리퍼(Gripper) 기술에 AI를 접목하여 주어진 환경에서 최적의 조건을 찾아내 스스로 작업하는 'AI 기반 물체 조립기술'을 세계 최초로 개발했다고 지난 1일 밝혔다.

스마트 그리퍼 기술은 배 박사 연구팀이 그리퍼 파지 기술, 조립 알고리즘 기술을 인간형 로봇 그리퍼에 적용해 다양한 물체를 잡거나 조작할 수 있도록 개발한 물체 조립기술이다. 생기원만의 독자적인 조립 알고리즘 기술인 '손가락을 이용한 팩인홀'기술을 적용했다. 

이는 대상에 대한 정보 없이도 로봇 그리퍼가 홀의 위치를 파악해 공중에서 정확하게 조립할 수 있다. 위치 오차가 있어도 물체를 기울여 홀이 있는 방향으로 미끄러지면서 자체 보정을 통해 조립되는 방식으로, 사람이 눈을 감은 채 손끝의 감각만으로 물체를 조립하는 것과 흡사한 원리이다.

배 박사는 "AI와 로봇이 융합된 성과물로 알파고에 로봇 손을 결합해 사람 개입 없이 바둑을 두는 상상을 현실화한 셈"이라며 "대형마트나 물류창고에서의 오더 피킹(Order Picking), 전류가 흐르는 현장에서의 전선작업 등 위험한 현장에 투입돼 작업할 수 있도록 후속 응용연구를 진행할 계획"이라고 밝혔다.

연구팀은 로봇 손에 '핸드아이(Hand-eye) 카메라'를 탑재하여 무작위로 놓인 물체들의 위치, 자세, 각도 등의 상태 정보를 파악할 수 있는 물체 인식 기술을 구현했다.

또, 개별 작업의 난이도, 소요 시간, 안정성을 고려해 단위 작업의 조합을 최적화 할 수 있는 AI'를 개발·접목했다.

강화학습 기반의 스케줄링 AI는 조립할 수 있는 모든 조합을 일일이 탐색하는 과정이 필요 없어 연산량이 적고, 빠르게 최적의 작업순서를 생성할 수 있다.

스케줄링 AI를 탑재한 2개의 로봇 그리퍼와 로봇 팔은 각기 다른 상황에서 무작위로 놓인 팩과 홀을 빠르고 정확하게 조립할 수 있는 최적의 작업스케줄을 생성할 수 있다.

한편 연구팀이 개발한 AI 기반 물체 조립기술은 어떠한 형태의 로봇핸드에도 적용할 수 있다. 

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