구글, 사람처럼 공 던지는 AI 로봇 '토싱봇' 공개

인공신경망·로봇 기술 결합해 사람처럼 스스로 움직임 교정하는 로봇 등장

지속적인 연습으로 정확도 향상... 깨지기 쉬운 물건도 안전히 던지는 게 목표

구글이 사람처럼 움직이는 로봇에 관한 연구 성과를 공개했다. SF 영화에서나 볼 법한 미래를 현실로 만들고 있는 것이다.

구글코리아는 25일 서울 역삼동 사옥에서 구글 AI포럼을 개최하고 인공신경망(딥러닝)을 활용해 사람처럼 사물(공)을 움켜쥐고 던질 수 있는 토싱봇(TossingBot)의 연구성과를 공개했다.

구글이 프린스턴, 컬럼비아, MIT 등 미국 대학연구진과 협력해 만들고 있는 토싱봇의 핵심 기술은 인공지능(AI) 기술을 활용해 로봇이 물리학적 원리를 배우고 이를 토대로 자신의 움직임을 사람처럼 교정하는 것이다.
 

앤디 정 프린스턴대 연구원과 사람처럼 사물을 던질 수 있는 AI 로봇 '토싱봇'.[사진=구글 제공]

예를 들어 던지기의 경우 기존에는 사람이 어느 정도의 힘으로 던져야할지 계산한 후 알맞은 결과가 나올 때까지 실험을 반복해야 했다. 토싱봇은 약 1만번의 테스트를 거쳐 AI가 현실 세계를 분석해 알맞은 힘을 스스로 판단한다. '리지듀얼 피직스(Residual Physics)'라고 하는 이 공식 덕분에 현재 토싱봇은 85%의 정확도로 사물을 던질 수 있다. 이전 세대 로봇보다 사물을 집는 속도도 최대 2배 빠르고, 사물을 내려놓는 범위도 2배 넓다.

토싱봇의 주요 개발자인 앤디 정(Andy Zeng) 프린스턴대 연구원은 "로봇공학의 발전으로 현재 로봇은 사물을 효율적으로 움켜쥐고 스스로 움직임을 조정할 수 있게 되었다. 하지만 예상하지 못한 환경에서 로봇이 사물을 들어올리거나 옮기도록 하는 것은 여전히 까다로운 일이다"며, "토싱봇은 로봇이 주변 환경을 유리하게 이용하는 법을 배우고 물리학에 대한 직관력을 기르도록 유도해 더 효율적으로 작업을 처리하도록 설계되어 있다"고 밝혔다.

과거에는 던지는 물건을 바꿀 경우 이에 대한 실험과 데이터 입력을 사람이 일일이 해야 했다. 물건의 상태, 질량, 마찰력, 공기 역학 등 모든 물리적 특성을 고려해야 하기 때문에 대단히 어렵고 시간도 많이 소모됐다.

반면 토싱봇은 지속적으로 물건을 던지면서 물건과 주변환경을 분석해 올바르게 던지기 위한 최적의 방법을 스스로 찾아낸다. 토싱봇에는 고도의 시각 관찰, 움직임 제어 기술 등이 적용되어 있다. 이를 통해 공 던지기, 미끄러트리기, 굴리기, 흔들기, 잡기 등과 같은 복잡한 운동 기술을 습득할 수 있다. 움직임을 반복할 수록 결과는 더 정교해진다. 지속적으로 올바른 움직임을 습득함으로써 사람과 대등하거나 능가하는 움직임을 보여줄 수 있게 될 전망이다. 구글의 궁극적인 목표는 재난 현장에서 인명 구조와 같이 위험하고 초를 다투는 어려운 작업을 사람 대신 토싱봇이 처리하도록 하는 것이다.

정 연구원은 "연구는 이제 시작이다. 현재 토싱봇은 사물이 던져진 후 떨어질 때 충격을 견뎌낼 만큼 단단하다고 가정하고 있다. 앞으로는 깨지기 쉬운 사물도 안전하게 던지고, 또 다른 토싱봇에게 공을 건네줄 수 있도록 개량해 나갈 것"이라며, "외부 환경 변수를 시각 정보에만 의존하는 현재 구조를 힘, 토크, 촉각 등 다른 감각도 활용하도록 바꾸면 한층 자연스러운 움직임이 가능해질 것이다"고 기대했다.