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美 카네기멜론대, 다리로 물체 조작하는 4족 보행 로봇 '로코맨' 개발워싱턴대, 구글 딥마인드와 공동 연구...‘아카이브’(arXiv)에 연구 논문 발표
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승인 2024.04.26  16:14:29
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▲ 로코맨이 다리를 이용해 물체를 조작하고 있다.

미국 카네기멜론대(CMU), 워싱턴대, 구글 딥마인드 공동 연구팀이 다리로 물체를 조작할 수 있는 4족 보행 로봇 ‘로코맨’(LocoMan)을 개발했다고 밝혔다.

현재 개발된 4족 보행 로봇들은 다리를 이용해 물체를 조작하는 것이 아니라, 로봇 상단에 설치된 별도의 매니퓰레이터를 이용해 물체를 조작한다.

CMU 등 연구팀이 개발한 조작 기술은 보행시 사용하는 다리를 활용해 주변에 있는 물체를 잡고 다룰 수 있다는 점에서 혁신성을 인정받고 있다.

연구팀은 이번 연구 성과를 출판전 논문 공유사이트인 ‘아카이브’(arXiv)에 발표했다.(논문 제목:LocoMan: Advancing Versatile Quadrupedal Dexterity with Lightweight Loco-Manipulators)

연구팀에 따르면 4족 보행 로봇은 복잡한 환경에서 이동하고 조작할 수 있는 다재다능한 에이전트로 부상했다.

전통적인 4족 보행 로봇 설계방식은 물체 조작 작업을 위해 로봇의 고유한 신체 부위에 의존하거나 로봇 상단에 장착된 로봇 팔을 활용한다. 이러한 구성은 어수선하거나 비좁은 공간에서 로봇의 조작 능력, 효율성 및 적응성을 제한할 수 있다.

▲ 앞다리 종아리 부분에 부착된 2대의 로코-메니퓰레이터

연구팀이 개발한 로코맨은 중국 유니트리의 4족 보행 로봇인 ‘Go1’의 전면 종아리에 2대의 저비용 경량 모듈형 3자유도(DoF) ‘로코 매니퓰레이터’를 탑재했다. 종아리에 매니퓰레이터를 부착함으로써 다리의 이동성과 그리퍼의 기능성을 결합했다. 이를 통해 엔드 이펙터의 정확한 6D 위치 지정 능력이 요구되는 복잡한 조작 작업에서 로코맨은 다리를 보행 뿐 아니라 손으로도 활용할 수 있게 됐다.

연구팀은 이번 연구에서 '전신 컨트롤러'(WBC)를 확장해 로코 매니퓰레이터의 역학을 통합하는 단일 제어 프레임워크(unified control framework)를 제안했다. 그리고 실험을 통해 전신 컨트롤러가 엔드 이펙터와 몸통의 6D 궤적을 정확하고 안정적으로 따라갈 수 있다는 점을 검증했다. 로코맨은 문 열기, 전자 장치에 소켓 꽂기, 좁고 낮은 공간의 물체 픽킹 등 작업을 수행할 수 있다. 심지어 두 다리를 양손 처럼 활용하기도 했다.

이번 연구를 주도한 CMU 딩 자오(Ding Zhao) 교수는 “우리의 연구는 지능형 로봇에 대한 다른 관점을 제공한다. 우리는 유사한 형태로 인간을 복제하는 것보다 인간이 하고 싶지 않은 일을 수행할 수 있는 보완적인 로봇을 제공하려 한다"며, "로코맨은 4족 보행 로봇이 좁은 공간에서 복잡한 조작 작업을 수행하는 것을 가능하도록 해준다”고 말했다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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