인간의 손은 매우 복잡하고 섬세한 구조로 이루어져있다. 관절과 근육이 주 축으로, 이들은 물체를 잡고 움직이는데 중요한 역할을 한다. 이는 로봇 공학자들이 인간과 가까운 기능을 하는 로봇 손을 개발하는데도 없어서는 안될 기능이다. 실제로 개발도 이루어지는 중으로, 인공지능(AI) 기업인 오픈AI는 알파벳 블록을 잡고 비틀고 회전시킬 수 있는 로봇 손을 개발해 화제를 모으고 있다.
로봇 손, 댁틸
테슬라의 일론 머스크가 창립한 오픈AI는 최근 인간의 손과 매우 흡사하게 물건을 조작할 수 있는 로봇을 개발했다. 바로 댁틸(Dactyl)으로, 이 시스템은 로봇이 6면체 큐브를 사람이 손이 조작하는 것처럼 만질 수 있도록 많은 시뮬레이션을 거쳤다.
연구팀은 로봇 훈련을 위해 시뮬레이션 환경에 적절한 노이즈를 가했는데, 임의의 시각적 잡음이나 큐브와 가상 손의 색상 변화, 그리고 큐브 크기의 무작위 지정, 표면의 질감과 무게 등에 관련된 것으로, 이들은 모두 시스템이 현실에 더욱 잘 적응하는데 필요한 설정이었다. 이를 통해 로봇은 물리적 영역안에서 큐브를 조작하는데 있어 더 많은 것들을 이해할 수 있다.
IT 전문매체 더버지는 댁틸이 수차례의 시행착오 끝에 마침내 인간의 손과 유사하게 큐브를 회전할 수 있는 기능을 터득했다고 전했다.
"'로봇 손' 댁틸은 수많은 시뮬레이션 훈련을 거쳐 인간과 흡사하게 큐브를 조작하는데 성공했다"
로봇 시뮬레이션 훈련
이 프로젝트에 참여한 오픈AI의 마티아스 플라퍼트는 시뮬레이션의 중력에 변화를 주어 더 맸는 실험을 할 수 있었다고 밝혔다. AI 시스템이 로봇 손을 제어하고 있고 움직일때마다 베이스가 같은 각도로 위치하지 않을 수 있다는 점에 착안해, 시뮬레이션 동안 중력을 무작위로 적용했다. 이러한 무작위화가 없다면 AI 시스템은 환경에 익숙하지 않아 물체를 떨어뜨릴 수 있다고 플라퍼트는 설명했다.
그는 또한, 로봇이 이런 무작위화 과정을 겪는데 오랜 시간이 걸렸지만, 결국에는 가치가 있었다고 평가했다. 바로 시스템은 훈련을 완전히 익히자마자 최대 50회까지 큐브를 떨어뜨리지 않고 한 위치에서 다른 위치로 이동시키는데 성공했기 때문이다.
한편 뉴욕타임즈(NYT)는 이 연구팀이 다른 복잡한 작업에서도 이 기술을 적용할 수 있도록 하기 위해 연구를 지속중이라고 전했는데, 무인 항공기나 제조, 무인 차량 분야가 포함된다. 카네기 멜론 대학 로보틱스 연구소의 스므루티 마라르즈요티 연구원은 시뮬레이션에서의 무작위화 접근법은 이전에도 적용됐었지만, 이번의 댁틸 움직임은 세련되고 고도로 정교하면서 우아한 방식이라고 극찬했다.
로봇 손의 민첩성
네달란드 트벤테 대학 연구팀이 발표한 '로봇 손의 진화(Evolution of Robotic Hands)'는 로봇 손이 넓고 방대한 분야라는 사실을 설명하고 있다. 가령 마이크로 그리퍼나 소방관 절삭 도구로도 로봇 손이 사용되었다는 것. 그러나 로봇 손은 기능면에서 매우 기민할 필요가 있다. 여기서의 기민함이란 조작된 물체의 방향과 위치를 참조 설정에서 다른 설정으로 변경할 수 있어야 한다는 의미다.
이런 측면에서, 오픈AI의 시스템은 수작업을 자동화하려는 계획을 갖고 있는 기업들이 활용하는데 최적의 기술이 될 수 있다.
부드러운 촉감
코넬 대학의 로봇 연구팀 역시 2016년 부드러운 촉감을 가진 로봇 손을 공개한 바 있다. 오픈AI의 로봇 손이 그립감과 움직임에 더 많이 초점을 뒀다면, 코넬 대학팀은 인간의 손길에 더 가깝게 만드는데 집중한 것. 이들은 로봇 손이 섬세한 물건을 만지는 것뿐 아니라 접촉과 관련된 모든 것의 질감과 모양을 감지할 수 있다고 설명했다.
연구의 주 저자였던 후이찬 자오는 부드러운 손을 가진 로봇을 만드는 기술은 로봇 공학자가 인간의 손과 같은 부드러운 손을 만들 수 있는 기회를 제공한다고 말했다. 연구에 따르면, 이 로봇 손은 토마토 3개를 만지면서 그 부드러움과 모양을 감지해, 어느 것이 더 익었는지를 결정할 수 있다.
[Aitimes=소윤서 기자]
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