외출하기 전 분명 다 챙겼다 생각했는데 막상 핸드폰이나 차 키 같은 필수템들이 안보이면 그 때부터 아주 멘붕이죠. 어떨 때는 친구랑 전화하던 중에도 “내 핸드폰이 어디 갔지?” 하는 실언을 하기도 합니다. 이런 순간에 혜성같이 등장해서 잃어버린 물건을 바로 찾아줄 수 있는 로봇이 있다면 어떨까요?

이 로봇 시스템은 MIT의 연구원들이 개발한 ‘RFusion’인데요. 카메라와 무선 주파수* 안테나가 그리퍼에 부착된 로봇 팔입니다. 이 로봇 팔은 안테나의 신호와 카메라의 시각적 입력을 통해 우리가 찾고 있던 물건을 발견하는 방식입니다.

*RF, Radio Frequency

이렇게 물건들이 한 더미씩 막 섞이고 쌓여있어도 문제 없습니다. 이 때 활용되는 것이 바로 무선 주파수 식별(RFID) 시스템인데요. 바로 무선 주파수를 이용해 물건이나 사람 등과 같은 대상을 식별할 수 있도록 해주는 무선 인식 기술입니다. 또 강화학습을 사용해 물체를 찾는 로봇의 궤적을 최적화 할 수 있는 신경망을 훈련하는 것도 완벽하게 수행했죠.

▲미국 메사추세츠공대(MIT) 연구진이 개발한 로봇 'RF-그래스프(Grasp)'. 박스 속에 숨어있는 물건들을 찾아내고 솎아낼 수 있다.

혹독한 훈련과정을 거친(?) 이 로봇은 그 후 각종 테스트에서 종이 더미 등 목표물 위에 쌓인 장애물을 집게손으로 솎아낸 뒤, 안정적으로 특정 물체를 꺼내는 데 성공했습니다. 뿐만 아니라 한번에 여러 개의 물체를 꺼내는 작업도 성공했는데요. 이제 차 키와 핸드폰을 동시에 잃어버려도 걱정이 없겠습니다.

직접 움직이는 모습도 한번 보시겠어요? 먼저 안테나가 신호를 보내 물건에 달린 RIFD 태그*의 신호를 받아내는데요. 이 때 안테나의 검색 성공률은 무려 96%를 자랑합니다. 이후 안테나는 받은 신호를 식별하고 카메라의 입력과 결합해 물건이 있는 위치를 식별하며 점차 좁혀져 갑니다.

*매년 수십억 개의 RFID 태그가 의류 및 기타 많은 소비재를 포함하여 오늘날의 복잡한 공급망에서 객체를 식별하는 데 사용된다. 해당 연구에서도 역시 여러 물건에 배터리가 필요 없는 RFID 태그를 물건에 붙여두었다.

이후 시스템이 물체의 정확한 지점을 식별하면 카메라를 통해 RF 및 시각 정보를 사용하고, 로봇 팔의 손 각도와 그리퍼의 너비를 결정한 다음 다른 항목을 먼저 제거해야 하는지의 여부까지 추론하게 됩니다. 또한 마지막으로 물체의 RFID 태그를 마지막으로 한 번 스캔하여 정확하게 집어 올렸는지 확인하는 것이죠.

이렇게 보니 참 똑똑하고 훌륭한 기술들이 쓰인 것 같은데 집 안에서 잃어버린 물건만을 찾기에는 살짝 아쉽겠죠. 그래서 물류 창고에서 주문이 들어온 물품을 찾는다거나, 자동차 제조 공장에서 구성 부품을 식별 및 설치한다거나, 노인과 같이 가정에서 일상 작업을 수행하기 어려운 사람들을 돕는 등 아주 다양한 환경에서 활용될 수 있을 것으로 보입니다.

위 로봇 뿐만 아니라, 이미 2005년에도 일본에서도 잃어버린 물건을 찾아주는 로봇이 있었는데요. 이 로봇의 이름은 ‘EIEW2’로 6살 어린아이의 체형에 다리 하단에 바퀴가 장착돼서 어디든 미끄러지듯 움직이는 것이 특징입니다. 수차례의 업데이트를 통해 사람의 얼굴과 물체를 식별하고 위치 기억 능력을 가진 인공 두뇌를 탑재한 로봇이죠.

이 로봇은 RFID 태그가 아니라 인터넷을 통해 다양한 물체의 이미지를 수집하고 데이터 베이스에 저장해 색깔과 모양을 비교해가며 물체를 찾는다고 합니다. 예를 들어 이 로봇의 눈 앞에 디지털 카메라 한 대를 보여주면 "이것은 DSLR카메라입니다” 라고 하겠죠. 그 과정에서 각 방안에 설치된 카메라들과 네트워크로 연결돼 송수신이 가능해야 한다는 점에서, 좀 더 간편화 된 것은 역시 앞의 RFusion 입니다.

앞으로 RFusion의 이 기술이 얼마나 다양한 환경에서 사용될지 정말 많은 기대가 되는데요. 본격적으로 상용화가 시작되어 이 로봇이 딱 필요한 환경에서 유용하게 활용될 수 있으면 좋겠습니다. ▒ 자료제공=마로솔(https://myrobotsolution.com)