휴머노이드 로봇이 무거운 상자를 들고 가구를 옮기는 시대가 다가오고 있다. 하지만 지금까지는 이런 로봇이 실제 힘을 견디며 작업을 수행할 수 있는지를 제대로 평가하는 방법이 부족했다. 이번에 연구진은 실제 작업 환경의 힘과 저항까지 반영한 새로운 평가 시스템을 개발해 로봇 성능을 측정하는 데 성공했다.
현실의 힘까지 반영한 새로운 로봇 성능 시험
기존의 휴머노이드 로봇 성능 평가는 대부분 장애물이 없는 공간에서 얼마나 잘 걷고 움직이는지만 확인했다. 하지만 실제 현장에서는 무거운 물건을 들거나 밀고 당기는 과정에서 다양한 힘이 가해지기 때문에 이런 시험만으로는 실전 능력을 확인하기 어려웠다.
연구진은 이를 해결하기 위해 ‘토르아레나(ThorArena)’라는 시뮬레이션 기반 평가 시스템을 개발했다.
연구진은 사람들에게 가상현실 헤드셋과 동작 추적 장비를 착용시킨 뒤 물통을 들어 올리거나 내리기, 의자를 밀고 당기기, 두 사람이 함께 물건을 옮기기 등 일상적인 작업을 수행하도록 했다.
또 3차원 프린터로 제작한 특수 손잡이에 힘 센서를 장착해 사람이 손으로 어느 방향에 얼마나 큰 힘을 가하는지 정밀하게 측정했다.
이렇게 수집한 데이터를 물리 시뮬레이션 속 휴머노이드 로봇에 그대로 적용해 실제 사람이 받았던 힘을 똑같이 받도록 만들었다. 이후 로봇이 얼마나 정확하게 동작을 따라 하고 균형을 유지하는지를 평가했다.
연구진은 이를 위해 ‘힘 인지 추적 점수(FATS)’라는 새로운 평가 기준도 함께 개발했다.
힘이 더해지자 성능 차이가 드러났다
연구진은 대표적인 휴머노이드 제어 시스템 4종을 토르아레나에서 시험했다. 외부 힘을 제거한 기존 방식에서는 네 시스템 모두 안정적으로 작동했고 로봇 성능 차이도 거의 없었다.
하지만 실제 사람이 가했던 힘을 그대로 재현하자 결과는 크게 달라졌다. 일부 시스템은 균형을 잃거나 동작 정확도가 크게 떨어졌고, 시스템 간 성능 차이도 뚜렷하게 나타났다.
가장 우수한 성능을 보인 것은 연구진이 개발한 ‘토르2(Thor2)’였다. 토르2는 6가지 작업 모두에서 거의 완벽한 균형을 유지했고, 평균 힘 인지 추적 점수도 가장 높았다.
연구진은 이번 평가 방식이 로봇의 실제 작업 능력을 더욱 정확하게 측정하는 새로운 기준이 될 것으로 기대했다. 앞으로는 더 다양한 작업과 힘이 가해지는 상황을 데이터에 추가하고, 실제 로봇을 이용한 검증도 진행할 계획이다.
성치훈 기자 / hello@sciencewave.kr
출처: Tech Xplore, “New test measures how well humanoid robots handle real-world forces”
Science Wave에서 더 알아보기
구독을 신청하면 최신 게시물을 이메일로 받아볼 수 있습니다.