중국 난징항공항천대(南京航空航天大学) 연구팀이 제조 환경에서 인간과 로봇간 협력을 증진시킬 수 있는 새로운 디지털 트윈 시스템을 개발했다고 테크엑스플로어가 보도했다.

연구팀은 전문 저널(‘Robotics and Computer-Integrated Manufacturing’)에 발표한 논문(논문 제목:“Enabling collaborative assembly between humans and robots using a digital twin system”)에서 새로운 디지털 트윈 시스템이 실제 환경에 관한 가상 지도를 만들고, 로봇이 인간 작업자와 협력시 적절한 로봇 행동을 계획 및 실행할 수 있도록 지원한다고 밝혔다.

연구팀은 “산업 환경에서 인간 디지털 트윈 모델을 구성하는 현재의 방법은 사람이 번거로운 장비를 착용해야 하는 모션 캡처 장치에 의존한다”며, “이는 HRC가 옹호하는 유연한 상호작용의 원칙에 어긋난다”고 말했다. 이어 “현재의 방법들은 통합된 공간에서 인간과 로봇을 모델링하고 있지 않기 때문에 전반적인 환경을 인지하고 이해하는 데 직관적이지 않고 불편하다”며 이러한 한계를 해결하기 위해 HRC를 위한 디지털 트윈 시스템을 제안한다고 했다.

새로운 디지털 트윈 시스템은 인간과 로봇이 협업하는 현장의 가상 복제품을 만들고, 효과적인 협업 전략을 계획하며, 실제 환경에서 실행한다.

기존의 디지털 트윈 시스템은 모션 캡처 센서에 의해 수집된 데이터에 의존하기 때문에 간혹 ‘폐색‘(occlusions, 관심 있는 물체나 에이전트가 센서의 시야 밖에 있거나 장애물 뒤에 숨겨져 있을 때) 상황에서 불만족스러운 결과를 내놓는다. 연구팀은 이같은 결과를 차단하기 위해 폐색 상태에 있는 인간의 움직임을 재구성하는 데 도움을 줄 수 있는 휴먼 메쉬 복구 알고리즘을 개발했다. 이와 함께 '불확실성 추정기법(uncertainty estimation technique)'을 도입했다. 이 기법은 오류를 범할 위험성을 통제함으로써 인간의 다양한 행동을 인식하도록 행동 인식 알고리즘의 성능을 향상시킬 수 있다.

연구팀은 산업 환경에 적합한 로봇을 활용해 실험실 환경에서 새로운 디지털 트윈 시스템을 평가했다. 평가 결과 연마, 물건 집기, 조립, 물건 내려놓기 등 다양한 작업에서 로봇과 인간 작업자 간에 보다 적극적인 협력이 이뤄진다는 것을 확인했다.