"인간-컴퓨터 상호 작용"을 위해 설계된 로봇 팔은 어떤 모습일까요?

이 로봇 팔은 "안전성"과 "유연성"에 중점을 두고 있으며 인간 팔보다 훨씬 가볍습니다. 이것은 한국의 양팔 로봇인 Ambidex입니다.

2019년에는 네이버랩스에서 개발한 프로토타입을 선보였습니다. 모회사인 네이버는 '대한민국의 구글'로 알려져 있습니다.
당시 Ambidex에는 팔이 두 개밖에 없었습니다. 5년 만에 다시 만났을 때, 좀 더 사람처럼 보였다.

가장 큰 변화는 머리+몸통+허리로 가동범위와 안정성이 대폭 향상됐다는 점이다.

Ambidex는 또한 햅틱 장치를 업그레이드하여 이제 "동료"가 세수를 돕는 등 더 복잡한 작업을 완료할 수 있습니다.

나는 또한 부엌에서 좋은 손입니다. 나는 당신이 먹을 수 있도록 고구마 껍질을 벗기겠습니다.

할 일이 없다면 오락을 즐기며 탁구를 치자:

▍케이블 드라이브 + 새로운 미니멀리스트 스타일 디자인

AMBIDEX 암은 모든 견고한 액추에이터를 어깨와 신체 부위에 배치하는 케이블 구동 메커니즘을 사용하여 팔의 무게를 줄입니다. 로봇 팔 하나의 무게는 2.6kg에 불과해 성인 남성 팔보다 가볍다.

가벼워진 팔은 안전과 유연성을 나타내며 포옹이나 악수 등 사람들과 안전하게 상호 작용할 수 있습니다.

AMBIDEX는 가벼운 무게에도 불구하고 3kg의 무게를 견딜 수 있으며 최대 속도 5m/s로 달릴 수 있습니다.

인간의 팔과 마찬가지로 Ambidex 팔에도 7개의 관절 자유도가 있습니다. 관계자들은 이 혁신적인 메커니즘이 각 관절의 힘과 강도를 동시에 향상시켜 산업용 로봇과 동일한 수준의 제어, 성능 및 정밀도를 가능하게 한다고 말합니다!

새로운 머리, 몸통, 허리 디자인을 추가한 후 Ambidex는 더욱 멋져 보입니다. 하지만 네이버랩스는 외부 이미지를 위해 연구 효율성을 희생하고 싶지 않아 외관적으로는 '미니멀리스트 스타일'을 채택했다고 밝혔습니다. 이 디자인은 검은색 영역을 사용하여 센서와 볼트로 고정된 구성 요소를 숨기고 시각적 복잡성을 줄입니다.

동시에 네이버랩스는 로봇의 움직임과 조립의 편의성을 고려하여 커버 구성을 최소화하고, 커버가 분리될 수 있도록 파팅라인의 디테일에 집중하여 배선을 그대로 유지하면서 디자인 요소로 재해석했습니다. , 디스플레이 중 기본 구조를 유지하면서 전체적인 시각적 균형과 통일성을 극대화하였습니다.

네이버랩스는 아직 '휴머노이드 앰비덱스'의 기술적 특징을 더 이상 공개하지 않았지만, 움직임이 더 부드럽고 유연해진 것 같습니다.

▍인간의 “물리 지능”을 배우세요

Ambidex가 다양한 작업을 수행할 때 그의 뒤에는 그의 명성과 업적을 숨기는 직원이 있습니다.

스태프가 Ambidex를 조종하고 있는 것 같지만, 사실 Ambidex는 인간의 '물리지능'을 학습하고 있는 것이다. 사전 입력된 위치 정보를 기반으로 움직이는 대부분의 로봇 팔과 달리 Ambidex는 "인간-컴퓨터 상호 작용"을 위해 설계되었으며 구조화되지 않은 일상 작업에서 절대적인 안전을 보장해야 합니다.

그렇다면 인간의 신체지능이란 무엇인가? 네이버랩스는 “인간이 외부 환경과 상호작용할 때 의식적인 활동 외에도 무의식적으로 일어나는 일들이 많다”고 말했다. 예를 들어, 잼을 칠할 때 인간은 손가락의 모든 움직임이나 손목과 손가락에 가해지는 작은 힘을 고려하지 않습니다. 이러한 신체적 경험을 바탕으로 한 지식과 지능을 '물리지능'이라고 합니다.

네이버랩스는 로봇에게 '물리지능'을 부여하기 위해 촉각 디바이스를 개발했습니다. 일반적인 제어 장치와 달리 Ambidex의 촉각 장치는 양방향 방식으로 위치 및 힘 데이터를 제공합니다. 이를 통해 사용자는 로봇에게 위치를 이동하라는 명령을 보낼 수 있을 뿐만 아니라, 로봇이 겪고 있는 힘을 사용자가 느낄 수 있습니다. 사람은 촉각적 장치를 통해 로봇을 제어하여 작업을 수행하고, 동시에 로봇은 인간의 신체적 지능을 간접적으로 획득합니다.

▍고구마 껍질 벗기기부터 탁구까지 촉각 장비 업그레이드

Ambidex가 촉각 장비를 사용하여 고구마 껍질을 벗기는 방법을 살펴보겠습니다.

단순해 보이지만 전체 동작은 로봇의 힘 제어와 햅틱 장치의 양방향 힘 전달에 의해 수행됩니다. 둘 중 하나라도 제대로 작동하지 않으면 칼과 감자 사이에 과도한 마찰이 가해져 재료, 도구 또는 로봇 자체가 손상될 수 있습니다.

'고구마 껍질 벗기기'에서는 네이버랩스에서 업그레이드된 Ambidex의 1세대 촉각 디바이스만을 선보입니다. Haptic Device 2.0은 이동 공간이 더 넓어졌으며, 로봇이 작업자의 움직임에 반응하는 속도, 사용자가 로봇이 느끼는 힘을 느끼는 효율성 등 복잡하고 세밀한 움직임에 대한 작업 성능도 크게 향상되었습니다. .

업그레이드된 촉각 장치는 들어오는 공과 정렬되도록 라켓을 올바른 위치에 신속하게 배치해야 하는 탁구 경기와 같은 빠른 움직임과 관련된 복잡한 작업을 수행할 수 있습니다.

임팩트 순간(공이 닿는 순간) 공은 충분한 속도와 올바른 방향으로 움직여야 합니다. 햅틱 장치의 관성이 조금 더 크거나 인간의 움직임에서 나오는 힘의 크기와 방향을 로봇에 전달하는 데 지연이 있다면 탁구 시연은 성공하지 못할 것입니다.

Ambidex는 아직 자율적인 작업 실행을 달성하지 못했지만 아마도 오늘이 그리 멀지 않은 것 같습니다. NAVER LABS의 목표는 양측 촉각 장치를 효과적인 도구로 사용하여 고품질 훈련 데이터를 수집하여 Ambidex의 지능 수준을 향상시키는 것이기 때문입니다. 궁극적으로 자율적인 실행을 달성합니다. 일.

▍결론

네이버랩스의 Ambidex 기술 로드맵이 확연히 보입니다. 로봇의 지능형 모델을 훈련하기 위해 양측 촉각 장치를 통해 고품질 인간-컴퓨터 상호 작용 데이터를 수집합니다. 이러한 "인간-기계 협업 학습" 아이디어는 중요한 기술 혁신이라고 할 수 있습니다.

기술 구현의 관점에서 볼 때, 양측 촉각 장치로 수집된 데이터의 품질과 풍부함은 로봇 지능형 알고리즘의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 네이버랩스는 데이터의 정확성, 실시간성, 다양성을 보장하기 위해 하드웨어 설계, 센서 선택, 신호 처리 등의 측면에서 더욱 최적화되어야 합니다. 동시에, 방대하고 복잡한 대화형 데이터에서 일반적인 행동 패턴과 의사결정 전략을 추출하기 위해 효율적인 기계 학습 프레임워크를 설계하는 방법도 중요한 과제입니다. 이를 위해서는 딥러닝, 강화학습, 전이학습 등 다양한 분야의 체계적인 연구가 필요합니다.

또한 데이터 기반 지능 향상은 로봇의 전기 기계 제어 시스템과 긴밀하게 결합됩니다. Ambidex가 최종적으로 자율 작동을 달성하려면 동작 계획, 힘 제어 및 능숙한 작동 분야에서 새로운 혁신을 이뤄야 합니다. 예를 들어 시각적, 촉각적 피드백을 기반으로 정확한 파악과 작동을 달성하는 방법은 무엇입니까? 역동적인 환경에서 균형과 견고성을 유지하는 방법은 무엇입니까? 이는 시급히 극복해야 할 기술적인 어려움이다.

전반적으로 네이버랩스가 개발한 Ambidex의 기술 청사진은 실용적이고 실현 가능하며, '사람이 기계를 이끌고 데이터 중심으로'라는 개발 이념은 로봇 연구의 최첨단 방향을 대변합니다. 현재 Ambidex는 아직 기술 축적과 반복 최적화 단계에 있습니다. 완전히 자율적인 지능형 시스템으로 성장하려면 인식, 인지, 의사결정, 제어 등 다양한 수준에서 지속적인 노력이 필요합니다.

휴머노이드 로봇;

AI 로봇;

AI 서비스 로봇.