ETRI가 사물 스스로 판단하는 '액션브레인' 기술을 개발한 까닭은
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ETRI가 사물 스스로 판단하는 '액션브레인' 기술을 개발한 까닭은
  • 입력 2020-10-13 18:35
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모방ㆍ강화학습과 동적 플래닝 기술 조합...사물 스스로 판단ㆍ행동 가능해
향후 스스로 협업하는 사물지능 개발 목표
손영성 담당연구원, "산업용 로봇과 재난 구조에 활용 가능할 것"

 

미니(Mini) 인터뷰

- 손영성 ETRI 자율형IoT연구실 책임연구원 -

 

◆ 액션브레인 기술의 개발 계기는 무엇인가요?
스스로 판단ㆍ행동이 가능한 지능 사물로 현실 문제 해결이 가능할 것이라 생각했습니다. 하지만 다수의 지능 사물이 스스로 협업할 수 있도록 한 AI 기술 개발은 전무합니다. 이에 세계 최초 스스로 협업 가능한 지능 사물을 구현할 수 있도록 관련 AI 기술을 연구개발(R&D)했으며, '액션브레인' 기술로 정의ㆍ발표했습니다.

 

◆ 향후 활용 가능한 분야가 궁금합니다.

현재 스마트팩토리 제조 로봇과 재난 현장 속 드론에 '액션브레인' 기술을 적용할 수 있도록 연구 시험하고 있습니다. 향후 자율자동차의 군집 운영, 식당ㆍ카페의 서비스 로봇, 스마트팩토리의 물류 로봇 등에도 활용 가능할 것으로 예상합니다.

 

◆ 개발 과정에서 어려운 점이 있었나요?

지능 사물의 자율성을 군집으로 실현하는 것이 어려웠습니다. 가상환경에서 시뮬레이션으로 학습시키고 실제 로봇ㆍ드론에 적용한 뒤 일일이 동작을 확인해야 했습니다. 또 실제 시험 결과와 가상 연구 결과 간 차이를 빠르게 최소화하는 데 어려움이 많았습니다. 

ETRI 연구진이 개발한 재난 현장 드론용 탐색지능 자율무인정찰 시스템을 점검하고 있는 모습
(왼쪽부터 장수영 선임연구원, 전지훈 연구원)

국내 연구진이 사물 스스로 필요한 행동을 판단결정해 업무 수행이 가능한 인공지능(AI) 기술을 개발했다. 이 기술로 향후 다양한 산업 분야의 지능화를 이루는 데 도움을 줄 것으로 보인다.

한국전자통신연구원(ETRIㆍ원장 김명준)은 임무 수행에 있어 단독협업 행동을 사물 스스로 판단해 결정할 수 있는 핵심 기술 '액션브레인'을 개발했다고 13일 밝혔다.

이전까지 사물인터넷(IoT)의 지능 대응 기술은 대부분 개발자가 미리 정의한 규칙을 바탕으로 기계 동작을 수행하도록 개발했다. 하지만 예측하지 못한 상황이 발생하거나 급격한 환경 변화에 적응하지 못한다는 한계가 있었다.

ETRI는 딥러닝 기술인 모방강화학습과 동적 플래닝 기술을 조합해 여러 사물이 서로 협동하며 복잡한 임무를 수행할 수 있도록 한 기술 액션브레인을 개발했다.

동적 플래닝 기술은 필요에 따라 행동ㆍ위치를 제어하는 기술이다.

ETRI는 액션브레인을 스마트 공장을 비롯한 제조 분야에 우선 적용한다. 최근 산업계에서 비용 절감을 목표로 생산용 로봇을 비교적 많이 도입하고 있다. 하지만 로봇의 초기 환경 설정과 생산 공정 변화에 따른 프로그래밍은 매번 전문가의 도움이 필요하다.

액션브레인 기술을 로봇에 적용할 경우 생산노동자의 행동을 인식ㆍ모방하고 가상 시뮬레이션을 활용해 행동을 빠르게 학습할 수 있다. 또 로봇이 협업 생산을 위한 행동지능을 생성하고 다른 로봇과 소통을 할 수 있다. 가상과 실제 환경의 차이가 발생할 때 스스로 보정, 현장에 맞는 행동으로 최적화한다.

 '자율지능' 기술 개념도  

연구진은 액션브레인 기술로 공장 조건이 변화하거나 생산 과정에서 발생할 새로운 요구에 로봇이 빠르게 대응할 수 있다고 설명했다. 전문가 작업이 필요했던 로봇 제어의 경우 소모 시간을 줄이고 공장 가동 시간을 늘려 비용을 절감할 수 있다

액션 브레인을 재난 현장에도 적용할 수 있다. 구조대원을 대신한 로봇이 현장에 진입해 재난 상황과 요구조자 등 현장 정보를 파악할 수 있다.

연구진은 다양한 가상 공간에서 병렬 강화학습을 연구해 '탐색지능'을 개발하고 있다. 예측 불가능한 재난 지역에서 드론간 협동해 주어진 공간을 빠르게 탐색할 수 있는 기술이다.

드론이 수집한 정보를 구조대원에게 전송, 위험도와 탐색 시간을 줄여 골든타임 내 인명 구조 가능성을 높일 수 있다. 

현재 액션브레인 기술은 1.0 베타버전이며 개념 검증 단계다. ETRI는 다양한 분야에서 실제 시연이 가능하도록 미국표준기술연구소(NIST)에서 정의한 지능형시스템 자율도 등급(ALFUS) 6단계를 목표로 기술을 고도화할 계획이다.

또 액션브레인 기술을 바탕으로 '사물지능 공통 소프트웨어(SW) 프레임워크'를 구성, 다양한 응용 분야로 확산할 수 있도록 지원한다. 내년부터 시작하는 2단계 과제에서 스마트 제조와 재난 대응 분야 기술 수요 기업을 모집하고 실제 산업 분야 요구사항과 기술 실증을 함께 병행할 예정이다.

박준희 ETRI 스마트ICT융합연구단장은 "제조, 재난, 국방, 물류 등 다양한 분야에서 사물이 스스로 상황을 판단하고 행동하는 자율형 IoT 시대를 열기 위한 연구를 지속하겠다"라고 말했다.

 

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