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| ▲ ETRI 연구진이 고령자에 특화된 휴먼케어 로봇데이터를 확보하고 점검하고 있는 모습. 김형민 연구원(왼쪽), 이대하 연구원(두번째), 오른쪽이 김도형 연구원.(사진=ETRI) |
국내 연구팀이 고령자의 일상을 돕는 휴먼케어로봇 연구에 필요한 데이터베이스(DB)와 소프트웨어(SW)를 공개했다. 이로써 고령화 시대, 사회 문제 해결을 위한 로봇 상용화 연구에 탄력이 붙을 전망이다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 로봇 환경에서 고령자의 일상행동을 인식하는 연구를 위한 3차원 영상 데이터셋(DataSet)을 홈페이지(https://ai4robot.github.io/)를 통해 공개한다고 5일 밝혔다.
고령자케어 로봇 연구를 위해서는 로봇의 관점에서 고령자를 촬영한 데이터가 꼭 필요하다. 하지만 로봇 연구에 적합하면서도 사람의 일상행동을 인식하기 위한 데이터가 매우 부족한 실정이다. 특히 고령자에 특화된 데이터는 전무해 연구에 어려움이 있었다.
ETRI는 지난 2018년부터 독거노인종합지원센터와 협력, 고령자가 실제 생활하는 가정 30곳을 3D 카메라로 영상을 촬영해 데이터를 확보했다. 공개하는 데이터셋은 총 6589개에 달한다. 이는 세계 최초로 고령자 실주거 환경에서 로봇 시점으로 촬영한 3D 행동인식 데이터라는 게 연구원 측 설명이다.
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| ▲ 고령자의 일상행동을 촬영해 멀티모달 정보를 활용해 행동을 인식하는 기술 모습(사진=ETRI) |
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| ▲ 고령자 일상행동 실제 데이터 샘플 모습(사진=ETRI) |
연구팀은 지난 2017년부터 고령자케어 로봇을 위한 행동 인식 연구를 진행하며 다양한 환경에서 데이터를 구축해왔다. 지난해 11월에는 주거 환경을 모사한 아파트 테스트베드 환경에서 100명의 참가자와 함께 데이터를 마련키도 했다. 당시 55가지 일상행동이 포함된 3차원 영상 11만 2620개를 확보, 광범위한 규모의 3D 영상 데이터셋(ETRI-Activity3D)을 공개했다.
이같은 노력으로 얻어진 고품질 데이터는 협약을 맺고 국내외 다수 기업, 학교, 연구소 등에 연구 목적으로 제공된다. 실제 지난해 공개한 데이터는 연구목적용으로 국내 대기업, 대학 등 30여 개 기관, 해외 연구소, 대학 등 10여 개 기관과 협약을 맺는 등 다양한 활용이 이뤄졌다.
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| ▲ 고령자 일상행동 가상 데이터 샘플 모습(사진=ETRI) |
한편, 공동 연구기관인 한국과학기술연구원(KIST) 인공지능연구단은 가상으로 행동 데이터를 만들 수 있는 플랫폼도 개발해 공개했다. 이 플랫폼을 활용하면 직접 촬영이 어려운 환경에서 로봇의 시점, 조명 등을 바꿔가면서 다양한 행동 데이터를 대용량으로 얻을 수 있다. 덕분에 학습 데이터 부족 문제와 도메인 적응 문제를 극복하는데 많은 도움을 줄 수 있다.
양 기관이 공개하는 데이터셋과 기술을 응용하면 로봇지능 실용화를 위한 폭넓은 연구가 가능해질 것이라는 전망이다.
ETRI는 이밖에도 로봇의 비언어적 상호작용 행위를 학습하기 위한 데이터와 핵심기술들도 오픈소스 형태로 공개하고 있다. 현재까지 ▲고령자의 일상 행동이 발생한 시점을 검출하는 행동 검출 기술 ▲얼굴 특징과 옷차림 등 외형 정보를 인식하는 외형특징 인식 기술, 의상의 색상과 스타일을 인식하는 기술 ▲발화에 적합한 제스처를 자동으로 생성하는 기술 등 총 8가지 기술을 공개했다. 관련 정보는 깃허브 사이트(http://github.com/ai4r)에서 찾아볼 수 있다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 '고령 사회에 대응하기 위한 실환경 휴먼케어 로봇 기술 개발' 사업과제로 진행되었다. 데이터는 기관생명윤리위원회(IRB) 승인 및 고령자 개개인에게 개인정보 수집 및 이용 동의를 구하는 과정을 통해 합법적이고 안전하게 수집됐다.
ETRI 인간로봇상호작용연구실 이재연 박사는 “데이터가 부족해 관련 연구가 어려웠던 상황을 극복하고 로봇과 고령자가 서로 상호작용할 수 있는 고령자케어 로봇 연구를 가속화해 상용화가 앞당겨지길 바란다”고 말했다.
향후 연구진은 과제가 종료되는 내년까지 20가구를 추가, 데이터 품질을 높이는 한편, 과제를 통해 개발한 모든 기술을 공개할 예정이다. 또한, 확보한 데이터를 바탕으로 보다 실질적인 데이터 및 SW 기술을 얻기 위한 다양한 실증 과제를 진행해나갈 계획이다. |
