네이버랩스가 개발하고 있는 드로잉 로봇이 최근 일본 교토에서 열린 IROS 2022에서 베스트 논문상(엔터테인먼트 및 어뮤즈먼트 부문)을 수상하는 등 국제적인 인정을 받고 있다.

박영효, 전승훈, 이태윤 등 연구팀은 IROS 2022에서 현재 개발하고 있는 드로잉 로봇 ‘아르토원(ARTO-1)에 관한 논문(논문 제목:Robot Learning to Paint from Demonstrations)을 발표해 베스트 논문상을 수상한 바 있다.

아르토원은 사람의 붓 터치를 학습하면서 태블릿에 그림을 그리는 로봇이다. 아르토원은 사람에게 직접 배우는 방대한 학습 데이터로 매 순간 드로잉 스킬을 키워가고 있다.

▲ 그림을 그리는 로봇 아르토원(사진=네이버랩스)

IROS 2022 제출 논문에 따르면 네이버랩스의 드로잉 로봇은 다지털 캔버스인 아이패드에 4자유도의 토크 제어가 가능한 매니퓰레이터를 이용해 그림을 그린다.

연구팀에 따르면 실제 세계의 로봇 페인팅 작업은 페인팅 도구와 캔버스 간의 물리적 접촉, 패인팅 매체 간의 색상 혼합 등과 같은 매우 복잡하고 확률적인 역학 특성으로 인해 복잡해진다.

예를 들어, 시뮬레이션 기반 역그래픽 알고리즘(Simulation-based inverse graphics algorithms)은 로봇이 물리적 캔버스에 정확하게 생성할 수 있는 페인팅 스트로크의 실행 가능한 범위에서 상당한 격차가 존재하기 때문에 실제 세계로 직접 전송할 수 없다. 연구팀은 데이터 기반 기술 학습 접근법을 활용해 이러한 격차를 최소화하는 것을 목표로 하고 있다. 핵심 아이디어는 로봇이 사람의 광범위한 그림 시연 과정에서 동작 궤적과 그림 결과물을 공동으로 인코딩하는 지속적인 스트로크 수준 기술을 학습할 수 있도록 하는 데 있다.

네이버랩스에 따르면 연구팀은 힘 제어 기반 양방향 햅틱 디바이스기술을 기반으로 드로잉 로봇인 아르토원을 훈련하고 있다. 로봇은 사람 특유의 다양한 드로잉 동작들을 학습한다. 그렇게 배운 수천 개의 붓 터치 스킬을 클라우드에 모아둔다. 지속적인 학습 과정을 거쳐 그림 그리는 로봇의 스킬은 계속 진화 발전한다.