로봇산업 기술 중에서 로봇인식기술의 기술동향
작성자 : nhk2050 분류 : 연구개발 | IT 작성일 : 2018.02.22 15:12:16 조회 : 690 키워드 : 4차산업혁명,로봇산업,로봇인식기술,기술동향,동작인식
(질문배경)
지능을 사용한 인식 분야는 지금까지 주로 학습 및 추론 능력을 인공적으로 모델링하여 외부 대상을 지각하거나, 다양한 종류의 패턴을 이해하는 능력 등을 컴퓨터 프로그램으로 구현하는 것을 다루어 왔음. 인공지능을 기반으로 정보화 시대에 쉽게 얻을 수 있는 수많은 데이터들을 적절히 가공하고, 이를 표현 및 처리할 수 있는 지능형 시스템을 통해 금융, 제조, 스포츠, 서비스 분야 등의 비정보기술 부문까지 확대되고 있음. 특히, 로봇 분야에서의 인식은 패턴인식을 주로 다루고 있으며, 센싱된 대상을 인식하는 문제를 주로 다루고 있음. 이러한 패턴인식은 여러 방식으로 정의가 가능하지만 “계산이 가능한 기계적인 장치(컴퓨터)가 어떠한 대상을 인식하는 문제를 다루는 인공지능의 한 분야”로 정의하고 있음.
(미국 워싱턴 대학 및 캐나다 토론토 대학 로봇지능인식기술)
(로봇인식기술의 국내외 기술동향)
사람의 동작을 인식하기 위한 기술은 로봇의 주 사용자가 사람인 상황에서 로봇 인지의 중요한 기술임. 사람의 동작인식 기술은 크게 영상이나 3차원 카메라에 기반한 비접촉 기술과, 사용자가 특정 장비를 착용하는 기술로 구분될 수 있음. 미국의 신생기업 립모션은 손의 움직임을 인식할 수 있는 저가의 높은 정밀도를 갖는 기기를 개발하였음. 적외선 스테레오 카메라에 기반한 소형 장치로서 가로, 세로, 높이 60cm 의 공간에서 손가락의 움직임을 추적할 수 있음. 미국 워싱턴 대학(University of Washington), Microsoft 연구소, 캐나다 토론토 대학(University of Toronto)의 공동 연구진은 2009년 UIST 학회에서 인간의 근육 움직임을 감지해 단말 컨트롤에 활용하는 기술을 발표함. 이 기술은 손의 움직임에 따라 팔뚝 근육이 달라진다는 점에 착안, 팔찌 형태의 센서를 팔뚝 부분에 부착한 뒤, 팔뚝 근육 움직임을 추적함으로써 다양한 손의 움직임을 인식해 내는 접촉형 방식의 동작 인식기술임. 이 기술의 구체적인 활용사례로는 손과 손가락의 움직임으로 다양한 조작을 가능하게 함. 팔목밴드나 셔츠, 안경, 혹은 피부에 직접 부착할 수 있는 형태로 활용할 수 있는 이 기술은 피부 근육의 움직임을 인식해 간단한 손가락 움직임이나 주먹을 쥐는 등의 손동작만으로 스마트폰과 게임 컨트롤러,전자기기 등을 작동시킬 수 있음. 팔목밴드를 착용하고 운동을 하면서 손가락 움직임만으로 라디오 채널을 변경하거나 볼륨을 조정 가능하며, 향후 로봇에게 사람의 의도를 전달하는데 활용될 수 있음. 미국 실리콘밸리의 신생회사 탈믹랩스(Thalmic Labs)는 암밴드를 통해 사용자가 근육을 움직일 때 나오는 전기신호를 인식하는 MYO라는 장치를 개발하였음. 현존하는 동작인식 기술은 대부분이 단일 제스쳐의 정확한 인식을 위해 사용되고 있으며, 게임이나 TV, 스마트폰의 제어에 활용되고 있음. 그러나 보다 다양한 기능과 활용성을 갖는 로봇의 제어기기로 활용되기 위해서는 동작가능한 인식의 수가 늘어나야 하며, 개별 제스쳐의 인식수준을 뛰어넘어 일상생활에서 연속적인 동작인식이 이루어져야 함. 고수준 인식 기술로서, 유럽의 CoTeSys에서는 인간의 일상생활에서 발생하는 다양한 상황, 불확실성, 그리고 다양한 변화에 대처하기 위해 환경으로부터 새로운 정보를 취득하고, 처리할 수 있는 인지 아키텍처를 개발하고 있음. 이를 통해, 고수준 인식이 가능한 공장을 개발하는 것을 목표로 하고 있음. 유럽의 RACE 프로젝트에서는 PR2 로봇에 탑재하기 위한 인공 인지시스템 구조를 개발하였음. RACE (Robustness by Autonomous Competence Enhancement)는 고차원의 지식 및 규칙 표현이 가능한 기호적 시공간 구조에 경험한 지식들을 저장하고, 이를 통해 센싱과 행동을 결합하여 보다 효율적이고 향상된 인식이 가능하도록 하기 위한 인지 시스템을 개발하는 것이 목적임. 개발된 인지 아키텍처는 레스토랑에서 서비스를 제공하는 시나리오에 적용되었음. 미국의 Naval 연구소에서는 전형적인 인지 구조인 ACT-R/E을 이용하여 인간-로봇 상호작용을 위한 고차원적 인식 및 행동 생성을 수행하였음. ACT-R/E를 통해 어떤 사람이 왜 그런 행동을 하는지 이해하고, 그에 맞는 행동을 수행하는 연구가 진행되었음. 일본의 오사카 대학에서는 Pneuborn-7II과 Pneuborn-13의 소아 로봇의 고수준 인식를 위해 CB2, Noby, Affetto, M3-Neony 프로젝트들을 연합하여 새로운 인지 아키텍처를 개발하고 있음. 이를 통해, 인간-로봇상호작용, 사회적 행동을 위한 인식, 어린 아이의 발달 과정에서의 고차원 인식 등 어린 아이 수준의 지능 구현을 목표로 하고 있음. 국내의 아주대에서는 상황정보 처리 및 서비스 검색을 위한 상황인지 미들웨어개발 수행하고 있음. 성균관대 및 광주과기원에서는 사용자 상황인식 기술을 이용한 센서 네트워크 기반의 모바일 홈케어 시스템 개발하고 있음. ETRI에서는 상황인식 미들웨어 및 추론엔진을 개발하였고, 이를 통해 시공간 정보의 추론이 가능하도록 하는 기술 보유하고 있음.
Tip
한국의 로봇산업기술이 도약하고 있다. 로봇산업기술중에서 로봇인식기술의 기술동향에 대해 알아 두자.
<참고자료>☞ 본문 답변과 관련된 사이트, 문헌자료
www.icros.org/Upload/.../2015년도_로봇_세부분야별_R&BD보고서(배포)[2].pdf
<전문용어>
로봇동작인식, 로봇고수준인식