▲독일 프라운호퍼연구소가 엔비디아 시뮬레이션 기술인 아이작 심 기술로 만든 미래형 자율이동로봇(AMR). (사진=프라운호퍼 연구소)

독일 프라운호퍼연구소가 엔비디아 시뮬레이션 기술로 미래형 자율이동로봇(AMR)을 제작했다고 로보틱스앤오토메이션뉴스가 지난 2일(현지시각) 보도했다.

이는 최첨단 AMR 기술을 크게 발전시킬 것으로 기대를 모은다.

독일에 본부를 둔 이 연구그룹은 제조용 AMR을 개발하고 테스트하기 위해 ‘O3dyn’ 플랫폼을 만들었다.

◆어떻게 모든 것이 시작되었는가

요셉 프라운호퍼는 19세기 광학 분야의 선구자로 과학적 연구와 산업적 응용을 결합했다. 오늘날 유럽 최대 연구개발(R&D) 조직인 독일의 프라운호퍼 협회(Fraunhofer Society)는 인공지능(AI)에서 사이버 보안, 의학에 이르기까지 핵심 기술의 응용 연구에 목표를 두고 있다.

이 협회 ‘프라운호퍼 IML 사업부’는 물류와 로봇의 경계를 넓히는 것을 목표로 하고 있다. 독일 연구원들은 시뮬레이션을 통해 로봇 디자인의 발전을 이루기 위해 엔비디아 아이작 심(Isaac Sim)을 활용하고 있다.

BMW, 아마존, 지멘스를 포함한 많은 기업들과 마찬가지로 프라운호퍼 IML도 엔비디아 옴니버스에 의존하고 있다. 이 사업부는 주문품 처리(풀필먼트)와 제조용 물류 분야의 응용 연구에서 이익을 얻기 위해 그것을 사용하고 있다.

프라운호퍼의 최신 혁신기술은 ‘O3dyn’으로 불리는데 엔비디아의 시뮬레이션 및 로봇 기술을 사용해 실내외에서 작동하는 AMR을 만든다.

목표는 무인운반로봇(AGV)에서 아직 시장에 나오지도 않은 빠르게 움직이는 AMR로의 도약을 가능하게 하는 것이다. 이러한 수준의 자동화는 물류 가속화의 엄청난 상승을 약속한다.

프라운호퍼 IML의 로봇 및 인공지능(AI) 연구원인 율리안 에버는 “우리는 물류 시나리오에서 가능한 한 빠르고 안전하게 갈 수 있는 방법을 검토하고 있다”고 말했다.

◆MP3에서 AMR로

프라운호퍼 IML은 독일 중심부 도르트문트 시에 본부를 두고 있으며, 직원 3만 명을 두고 수백 개의 연구 프로젝트에 참여하고 있다. 1990년대에 디지털 음악 혁명을 이끈 MP3 파일 포맷을 개발한 곳이기도 하다.

프라운호퍼는 이 AGV를 컴팩트 디스크(CD)와 같은 경로로 보내기 위해 지난 2013년에 BMW가 현재 조립 공장 등에서 널리 사용하고 있는 획기적인 로봇을 출시했다.

STR로 알려진 이 로봇은 산업용 제조를 위한 작업용 말(馬)이다. 그것은 생산 라인에서 상품들을 옮기는 데 사용된다. 프라운호퍼 IML의 AI 작업은 STR과 O3dyn과 같은 이 로봇 플랫폼의 다른 업데이트에 도움이 된다.

프라운호퍼 IML은 새로운 최첨단 기술을 제공하는 AMR을 만드는 것을 목표로 하고 있다. O3dyn 플랫폼은 탐색을 돕는 여러 대의 카메라와 센서입력을 위해 엔비디아의 젯슨 에지 AI 및 로봇 플랫폼에 의존한다.

이 AMR은 속도와 민첩성이 향상되면서 시속 30마일(약 48km)까지 달릴 수 있으며, 어떤 방향이든 AI의 도움을 받아 좁은 환경에서 움직일 수 있는 바퀴가 있다.

프라운호퍼 IML의 AI 및 자율 시스템 책임자인 쇠렌 케르너는 “4 방향 역학은 매우 독특하며, 우리가 아는 한 시장에서 이같은 것은 없다"고 말한다.

프라운호퍼 IML은 엔비디아 GTC에서 이 팔레트 이동 로봇에 대한 최신 개발 모습을 살짝 소개했다.

◆시뮬레이션과 실제 연결

아이작 심을 사용한 프라운호퍼 IML의 최신 연구는 시뮬레이션과 현실간의 갭을 좁히기 위해 시뮬레이션에서 이러한 AMR을 개발하고 검증하기 위해 노력한다.

연구원들은 사진처럼 사실적이고 물리적으로 정확한 3D 세계에서 로봇을 작동함으로써 고도로 역동적인 AMR을 가상으로 개발하기 위해 아이작 심에 의존한다.

이를 통해 프라운호퍼는 5,400개 이상의 컴퓨터 지원 설계(CAD) 소프트웨어 로봇 부품을 가상 환경의 로봇에 가져올 수 있다. 그런 다음 옴니버스 피지스엑스(PhysX)를 가지고 물리적으로 정확한 사양을 장착해 볼 수 있다. 그 결과 가상 로봇 버전은 시뮬레이션에서 실제 로봇처럼 빠르게 움직일 수 있게 됐다. 프라운호퍼는 가상 환경을 활용해 개발을 가속화하고, 안전하게 실제 구현에 대한 정확도를 높이고, 더 빠르게 확장할 수 있었다.

실제와 현실 간 간극을 최소화하면 시뮬레이션이 로봇을 위한 디지털 현실이 된다. 이것은 프라운호퍼가 말하는 시뮬레이션 기반 AI 개념이다.

프라운호퍼는 개발자들이 더 빠른 개선 효과를 얻을 수 있도록 AMR 시뮬레이션 모델을 오픈 소스로 출시하고 있다.