‘K-기계’의 새로운 미래…일상 작업 수행하는 ‘범용 로봇 작업 AI’

기계연, 창립50주년 기자간담회 개최

‘RoGeTA’ 시연…로봇 AI 일상화 성큼

가정·사무공간부터 물류 현장까지

반복 작업 자동화, 작업 부담 경감

12일 대전 한국기계연구원 본원에서 기계연 50주년 기념 기자간담회가 열린 가운데 기계연 AI로봇연구소의 로봇 범용 작업 인공지능(RoGeTA) 프레임워크가 사람의 지시에 따라 바나나를 집어 들고 있다.ⓒ김지현 기자

사람과 유사하게 작업하고, 일상적인 반복 작업을 수행하는 로봇 작업 인공지능(AI)이 개발됐다.

로봇 AI는 사람의 작업을 학습하고 계층적 작업 수행 구조를 기반으로 복잡한 작업을 단계적으로 실행해 가정·사무공간은 물론 소매·물류 현장 등 인력이 많이 필요한 반복 작업의 자동화와 작업 부담 경감에 기여할 것으로 기대된다.

창립 50주년을 맞은 한국기계연구원은 물품 정리, 테이블 정리, 물품 조작 등 일상 작업을 수행하는 로봇 범용 작업 인공지능(RoGeTA)을 통해 새로운 미래를 내다보고 있다.

“바나나 가져다줘. 분리수거해줘.”

12일 한국기계연구원 AI로봇연구소 인공지능기계연구실에서는 로봇이 인간의 단 한마디에 몸을 움직였다. 로봇은 물품을 살펴보고 왼손에는 플라스틱병을, 오른손엔 캔을 들고 분리수거를 해냈다. 플라스틱과 캔을 구분해 버려야 한다는 사전정보를 바탕으로 임무를 수행해낸 것이다.

이날 기계연이 보여준 로봇 범용 작업 인공지능 ‘RoGeTA’는 휴머노이드 로봇의 일종이다. 건설·농업·임업 등 실외 환경에서 자율주행·자율작업을 수행하는 필드로봇과 대조적이다.

RoGeTA는 사람의 작업 방식을 기반으로 다양한 일상 속 작업을 수행할 수 있도록 설계된 범용 로봇 작업 AI다.

기존 로봇 작업 기술은 단일 작업 중심의 제한된 데이터셋이나 시뮬레이션 검증에 머무르는 경우가 많았지만 RoGeTA는 이러한 한계를 뛰어넘는다.

RoGeTA는 다양한 일상 작업을 포함한 ▲사람의 작업 시범을 데이터화하는 작업 추출 기술 ▲실제 공간을 가상환경으로 재현해 데이터 생성, 학습과 검증을 수행하는 작업 가상화(시뮬레이션) 기술 ▲로봇이 단계적으로 작업을 실행하도록 제어하는 작업 수행 AI로 구성된 통합 작업 지능 프레임워크다.

이를 통해 단일 작업을 넘어 다양한 환경과 작업 조건에서도 유연하게 작업을 수행할 수 있다. 특히 사람이 작업하는 방식과 유사하게 시범을 통해 학습하고, 계층적으로 추론·수행할 수 있다는 게 큰 특징이다.

고두열 인공지능기계연구실 책임연구원은 “최근에는 로봇의 동작을 만들기 위해 사람의 동작으로 시범으로 보여주고, 그 데이터를 갖고 학습해 동작을 구현하는 방식으로 연구가 진행 중”이라며 “우리도 사람의 동작을 수집하기 위한 로봇 시스템, 마스터 장치, 인공지능을 학습하기 위한 시스템을 구상했다”고 설명했다.

이어 “로봇 작업 AI의 성능을 높이기 위해서는 데이터 수집 단계에서 사람의 실제 작업 데이터를 정확하게 확보하는 것이 무엇보다 중요하다. 이를 위해 높은 자유도를 보장하면서도 정밀한 작업 데이터 수집이 가능한 인터페이스를 구성했다”고 설명했다.

한국기계연구원 AI로봇연구소 인공지능기계연구실에 놓인 로봇 범용 작업 인공지능(RoGeTA) 프레임워크.ⓒ김지현 기자

연구팀은 서로 다른 유형의 작업을 안정적으로 처리할 수 있는 계층적 작업 수행 기술을 구현해 다양한 작업에서 90% 이상의 성공률을 달성했다. 이를 실제 로봇 시스템과 연동해 현실 공간에서의 운용 가능성을 검증함으로써 현장 적용성을 확인했다.

류석현 원장은 “우리가 도달하고자하는 목표는 80%다. 이는 가사관리사 2급 정도의 수준”이라며 “RoGeTA가 2030년까지 완성되는 것을 목표로, 현재 목표의 절반 정도까지 달성했다”고 말했다.

반복 작업에 대한 범용성과 환경 변화에 대한 적응성이 높아 다양한 현장으로 확장이 가능하다.

RoGeTA는 가정 및 사무공간의 서비스 업무를 비롯해 소매점 진열 정돈, 물류 현장의 피킹·정리 작업 등 다양한 작업에 폭넓게 활용 가능하다. 기계연은 향후 로봇이 수행할 수 있는 작업 범위를 확대하고 공간 및 물체 변화에 대한 적응성을 강화해 실제 서비스 환경에서의 활용도를 높일 계획이다.

김정중 실장은 “로봇 작업 AI는 사람이 작업을 하는 것처럼 시범에서 배우며 계층적으로 사고해 실행하는 것을 특징으로 한다. 일상 작업 전반에 적용 가능한 일반화된 작업 능력을 확보한 것이 강점”이라며 “다양한 작업을 포함한 데이터셋 구축과 실증 공간 확보, 실제 로봇 시스템을 활용해 검증함으로써 반복적인 일상 작업을 로봇이 안정적으로 지원할 수 있음을 확인했다”고 밝혔다.

그러면서 “이를 통해 작업 효율을 높이고 사람의 부담을 줄이는 데 크게 기여할 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

류석현 한국기계연구원장이 12일 창립50주년 기념 기자간담회에서 인사말을 하고 있다.ⓒ한국기계연구원

한편, 연구는 기계연 기본사업 ‘다양한 일상 서비스를 구현하기 위한, 로봇 범용 작업 인공지능(RoGeTA) 프레임워크 핵심 기술 개발’(2024~2029) 과제를 통해 일상 작업 지원을 위한 로봇 지능 기술 개발을 목표로 수행됐으며, 데이터 구축부터 실세계 가상화, 실환경 검증까지 전주기 기술을 확보했다.

연구 과정에서 수집한 작업 데이터와 실제 공간을 가상화한 모델을 공개해 관련 연구자들이 자유롭게 활용할 수 있도록 함으로써, 향후 서비스 로봇 및 산업 현장 적용을 위한 핵심 기반 요소로 활용될 것으로 기대된다.