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팔레트 적재 하역 로봇 개발키네마 시스템즈...인공 지능으로 다양한 화물 적재
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승인 2016.04.11  18:30:38
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▲ 사진은 키네마 시스템즈
로봇 팔이 자율 학습을 반복하면서 물류용 팔레트(하역대)에 빈틈없이 쌓여져 있는 크기나 색상, 모양이 제 각각인 상자를 흡착 패드로 잡아 1개씩 컨베이어 벨트에 싣는다. 이러한 로봇용 소프트웨어를 실리콘 밸리 스타트업 키네마 시스템즈 (Kinema Systems)가 개발했다. 사전에 동작을 프로그램 할 필요가 없고, 위치조정(calibration)까지 자동화 한 세계 최초의 팔레트 적재 하역 로봇이다. 조지아주 애틀랜타에서 지난 4~7일까지 개최된 제조 공급망 관련 박람회 "MODEX2016"에서 발표했다.

공장 창고 등에서 같은 제품이 들어있는 같은 색상, 같은 크기의 상자가 일정하게 팔레트에 쌓이는 경우 로봇도 하역 작업이 비교적 쉽다. 반면 인터넷 쇼핑몰 수하물 배송 등에서는 크기나 색상, 모양이 모두 달라 상자가 팔레트에 무작위로 적재되는 경우가 대부분이다. 이런 경우에는 로봇의 대응이 어렵고, 사람에 의존하고 있다고 한다. 특히 수하물이 서로 빽빽이 빈틈없이 팔레트에 쌓여 있으면 로봇의 머신 비전이 여러 상자를 큰 하나의 상자로 잘못 인식해 버리는 것도 문제였다.

키네마 시스템즈의 "키네마 피크 (Kinema Pick)"라는 소프트웨어는 2D 및 3D 로봇 비전과 인공 지능 (AI)의 일종인 딥 러닝(심층 학습) 기법을 활용했다. 자율 학습으로 한 개, 한 개 상자의 인지도를 향상시키면서 상자의 윗면 중앙부에 흡착 패드를 대고 로봇 팔(암)을 회전시켜 컨베이어 정해진 위치에 둘 수 있다. 사전 작업은 팔레트의 위치(시점)와 컨베이어에 수하물을 두는 위치(종점)를 QR 코드와 같은 표시로 인식시킬뿐이다. 나중에는 태블릿 PC 화면에서 작업 개시를 지시하면 된다. 현재 미국의 여러 대형 물류 업체와 함께 실제 물류 현장에서 실증 실험을 진행하고 있다.

인간이 팔레트에서 짐을 내려 컨베이어까지 옮기는데 1개당 평균 6초 정도 걸리지만 키네마 피크를 사용하면 더 짧아진다. 키네마 피크는 상자를 잡자마자 "상자가 어떤 모양인가" 컴퓨터 모델을 만들어 작업을 반복해 학습을 거듭하면 할수록 작업이 쉬워 진다고 한다.

다만, 관건은 최초로 꺼내는 첫번째 상자이다. 섞여있는 주위의 상자가 별개라는 것을 로봇이 구별한다면, 첫 번째 상자를 잘 꺼낸 그 지식을 바탕으로 후속 피킹 작업이 용이하게 되기 때문이다. IEEE 스펙트럼에 따르면 이 회사의 사친 치타 (Sachin Chitta) 공동 설립자 겸 CEO는 첫번째 상자를 인식하는 시스템에 대해서는 비밀이라고 얼버무리면서도 "실제 동작을 보면 누구나 알수 있다. 움직임과 인식의 조합이다"라고 힌트를 말해주었다. 이 매체는 아마 수하물이 쌓여 있는 곳에 로봇 팔이 약간 힘을 주어 그 반응과 움직임을 관찰해 실려있는 화물이 큰 상자인지, 여러 상자의 집합인지를 판단 하는 것이 아닐까 추측하고 있다.

한편, 윌로우 개러지의 스핀오프 회사인 구글이 2013년 12월 인수한 인더스트리얼 퍼셉션 회사(IPI)도 비슷한 로봇을 개발했다. 프로그램 없이 로봇 비전을 사용하여 팔레트에서 짐을 하나씩 꺼내는 작업을 할 수 있지만, 치타 CEO에 따르면 두 방식에는 분명한 차이가 있다고 한다. IPI의 데모에서는 짐과 짐 사이에 틈이 없도록 팔레트에 적재되어 있어, 상자를 1개씩 인식하는 것이 쉽다고 설명한다.

키네마 시스템즈는 실리콘 밸리의 멘로 파크(Menlo Park)에 본사를 두고, 치타 CEO와 데이브 허쉬 버거 (Dave Hershberger) 두 사람이 창업했다. 두 사람 모두 오픈 소스의 로봇 OS 등을 개발하는 윌로우 개러지 및 비영리 연구 기관의 SRI 인터내셔널에서 로봇 소프트웨어 개발에 종사하고 있었다. 또한 SRI에 재직하면서 개발한 로봇용 소프트웨어 플랫폼은 구글과 미 의약·의료기기 대기업인 존슨 앤드 존슨 (J & J)이 지난해 공동으로 설립한 수술 지원 로봇 개발 버브 서지컬(Verv Surgical)에도 라이센스 되어있다.

조규남  ceo@irobotnews.com
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