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스위스 취리히연방공대-뉴로메카, 바퀴달린 4족 보행 로봇 자율항법시스템 개발‘사이언스 로보틱스’에 연구 성과 발표
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승인 2024.04.29  15:31:31
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▲ 바퀴달린 4족 보행 로봇이 다양한 도심 내 지형지물을 통과하고 있다.

스위스 취리히연방공대(ETH Zurich) 산하 로보틱 시스템스 랩(Robotic Systems Lab), 뉴로메카, 스위스-마일 로보틱스 등 공동 연구팀이 바퀴달린 4족 보행 로봇을 위한 자율항법시스템을 개발했다고 밝혔다.

연구팀이 개발한 자율항법시스템은 대규모 도심 환경 내에서 빠르고 효율적인 로봇의 이동을 지원한다. 이 시스템은 신경망에 의해 구동되는 단순 통합 제어 시스템을 갖추고 있다. 사람이 많은 도심에서도 원활한 보행 전환, 스마트 항법 계획, 반응성이 높은 장애물 회피 기능을 지원한다.

연구팀은 이번 연구 성과를 전문 학술지인 ‘사이언스 로보틱스’에 발표했다.(논문 제목:“Learning robust autonomous navigation and locomotion for wheeled-legged robots”)

연구팀에 따르면 도심 지역에서 라스트 마일 배송은 교통 문제와 공급망 문제를 초래한다. 기존의 다리 달린 배송 로봇은 장애물과 사람들을 인식해 경로 계획을 수립하고 상황에 맞춰 대체 경로를 모색할 수 있지만 이동 효율성 저하와 배터리 수명 부족을 겪을 수 있다.

뉴로메카 이준호씨 등 연구팀은 평평한 지면을 바퀴로 빠른 속도로 이동하면서도 계단 등 장애물을 만나면 다리를 이용해 극복할 수 있는 ‘하이브리드 방식 바퀴-다리 이동’(hybrid wheeled-legged locomotion) 기술을 활용해 운반 비용을 개선했다고 밝혔다.

연구팀은 다양한 강화 학습 기술을 활용해 로봇이 보행 모드와 주행 모드 사이를 원활하게 전환하고 도전적인 지형과 보행자를 포함한 동적 장애물을 자율적으로 탐색하도록 학습시켰다. 이 로봇은 스위스 취리히와 스페인 세비야에서 10km 이상의 내비게이션 테스트를 거쳤다.

연구팀은 이 하이브리드 바퀴 달린 로봇 플랫폼이 로봇의 도시 이동성과 관련된 많은 문제들을 성공적으로 해결했다고 밝혔다. 이를 위해 연구팀은 적응형 이동 제어, 이동 인식 로컬 내비게이션 계획, 대규모 경로 계획으로 구성된 통합 시스템을 구축했다.

연구팀은 모델 프리 강화학습(RL) 기술과 특권 학습을 활용해 다재다능한 이동 컨트롤러를 개발했다. 이 컨트롤러는 보행 모드와 주행 모드 사이의 원활한 전환을 통해 다양한 거친 지형에서 효율적이고 강력한 이동을 가능하도록 해준다. 또한 계층적 RL 프레임워크를 통해 학습된 내비게이션 컨트롤러와 긴밀하게 통합되어 까다로운 지형과 다양한 장애물을 고속으로 탐색할 수 있도록 지원한다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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