▲ ETRI 연구진이 개발한 스마트팩토리용 로봇 자율지능 기술을 점검하는 모습(사진=ETRI)

국내 연구팀이 사물들이 알아서 필요한 행동을 결정해 주어진 일을 하게 만드는 인공지능(AI) 기술을 개발했다. 이 기술은 사물 자율지능을 구현하며 다양한 산업 분야의 지능화를 이루는데 도움이 될 것으로 기대된다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 임무수행에 필요한 단독 및 협업 행동을 사물들이 스스로 결정, 시너지를 발휘하는 핵심 기술을 개발했다고 13일 밝혔다.

이 기술은 행동을 똑똑하게 실행한다는 의미로 ‘액션브레인(ActionBrain)’이라 불린다. 그간 사물인터넷(IoT)에서 지능 대응 기술은 주로 개발자가 미리 정의한 규칙에 기반해 기계 동작을 수행하는 방식으로 개발됐다. 하지만 이같은 방식은 예측하지 못한 상황이 발생하거나 급격한 환경 변화에 적응하지 못한다는 한계가 있었다.

ETRI는 딥러닝 기술인 모방학습, 강화학습과 동적 플래닝 기술을 조합해 여러 사물들이 서로 협동하면서도 복잡한 임무를 수행토록 기술을 개발했다.

ETRI가 개발한 기술을 우선 적용하는 곳은 스마트 공장 등 제조 분야다. 최근 산업계에서는 비용 절감을 위해 생산용 로봇을 많이 도입하고 있다. 그런데 로봇의 초기 환경 설정은 물론, 생산 공정 변화에 따라 필요한 프로그래밍은 아직 전문가의 도움이 필요한 상황이다.

연구팀의 기술을 로봇에 적용하면 생산노동자의 행동을 인식, 모방하고 가상 시뮬레이션을 통해 빠르게 학습할 수 있다. 이를 통해 로봇은 협업생산을 위한 행동지능을 생성하고 다른 여러 로봇과 똑똑하게 소통이 가능하다. 가상과 실제 환경의 차이가 발생하면 스스로 보정, 현장에 맞는 행동으로 최적화한다.

덕분에 공장 조건이 변화하거나 생산 과정 등에서 발생하는 새로운 요구에도 빠르게 대응할 수 있다. 특히 매번 전문가의 손길을 받아야 했던 로봇 제어 소모 시간을 줄이고 공장 가동 시간을 늘려 비용을 절감할 수 있다. 이 기술은 화재 등 재난 현장에도 적용된다.

재난 현장에서 구조대원을 대신해 현장에 진입하고 재난 상황 및 요구조자(사람) 등의 현장 정보를 파악하기 위해서는 빠른 학습을 기반으로 탐색지능을 갖춘 자율무인정찰 시스템을 구축해야 한다.

연구진은 다양한 가상 공간에서 병렬 강화학습을 통해 ‘탐색지능’을 개발하고 있다. 예측 불가능한 재난 지역에서도 드론끼리 서로 협동해 주어진 공간을 빠르게 탐색할 수 있도록 만드는 방식이다. 수집된 정보는 구조대원에게 전송, 위험도와 탐색 시간을 줄여 골든타임 내 인명을 구조할 확률을 높일 수 있다.

액션브레인 기술은 1.0 베타버전으로서 현재 개념 검증 단계다. ETRI는 이 기술의 오류를 줄이고 다양한 분야에서 실제 시연이 가능토록 미국표준기술연구소(NIST)에서 정의한 지능형시스템 자율도 등급(ALFUS) 6단계를 목표로 기술을 고도화하고 있다.

연구팀은 또 이 기술을 바탕으로 ‘사물지능 공통 소프트웨어 프레임워크’를 구성, 다양한 응용 분야로 확산될 수 있도록 지원한다. 내년부터 시작되는 2단계 과제에서는 스마트제조 분야와 재난대응 분야의 기술 수요기업을 모집, 실제 산업 분야 요구사항과 기술 실증을 함께 병행할 계획이다.

ETRI 스마트ICT융합연구단 박준희 단장은 “액션브레인(ActionBrain)은 가트너(Gartner)가 정한 미래 10 전략기술인 자율 사물의 핵심 기술이다. 제조, 재난, 국방, 물류 등 다양한 분야에서 사물이 스스로 지식을 판단하고 행동하는 자율형 IoT 시대를 열기 위한 연구를 지속하겠다”라고 말했다.

이번 기술은 과학기술정보통신부 ‘산업 및 사회문제 해결을 위한 사물분산지능 핵심원천기술 개발 사업’으로 수행되고 있으며 연구진은 행동지능(ActionBrain) 기술과 관련, SCI 저널 7편 등 50여 편의 주요 논문을 발표했다.