4차 산업혁명 지능형 로봇

4차 산업혁명 지능형 로봇

'생각하는 기계'에 대한 꿈은 컴퓨터 과학의 아버지라 부르는 앨런 튜링(Alan Mathison Turing)이 1945년에 알고리즘과 계산 기능을 갖춘 튜링 기계(Turing machine)를 고안하면서 시작되었습니다. 

튜링 기계는 테이프에 적힌 여러 가지 기호들을 일정한 규칙에 따라 바꾸는 기게로, 적당한 규칙과 기호들을 입력하면 알고리즘에 따른 실행을 할 수 있어서 오늘날 컴퓨터 중앙 처리 장치(CPU)의 원리를 담고 있습니다. 튜링은 복잡한 계산과 논리 문제를 처리할 수 있는 '똑똑한 기계'라는 뜻의 'a-기계'라고 불렀는데 이 원리는 곧 컴퓨터의 모델이 됩니다. 튜링 기계를 당시에는  '보편 만능 기계(Universal Computing Maching)'라고 칭했는데 튜링은 이 기계로 자신이 정의한 모든 기계적인 계산을 해낼 수 있었습니다.

튜링 기계에서 사용된 긴 띠는 컴퓨터의 메모리로 기호를 읽어내는데, 이는 컴퓨터의 중앙 처리 장치(CPU)로 변신하게 됩니다. 또한 "현실세계의 사물과 사상을 어떻게 기호화 할 것인가?"에 대한 물음과 "이렇게 표현된 기호들과 규칙을 활용해 어떻게 지능적 추론을 할 수 있을 것인가?"에 대한 튜링의 연구는 컴퓨터와 인공지능 기술의 기초가 됩니다.

 

 

 

 

 

힘든 건 로봇이하고 창의적인 것은 인간이 한다.

생각하는 기계 즉, 지능형 로봇(Intelligent robots)은 생활과 직업, 산업과 사회를 모두 바꾸어 놓을 잠재력이 있습니다. 지능형 로봇이 인간과 협업하면 노동의 질이 높아지고, 새로운 일자리들이 늘어나고, 직업 활동이 더 재미있어져서, 인간은 더 창의적이고 전문적인 부분에 집중할 수 있습니다.

자율주행 자동차처럼 더 안전하고 편안한 출근과 여행이 가능해 짐으로써 삶의 질이 높아질 것입니다.

동작이 수없이 반복되는 자동차 공장의 조립 공정을 로봇에게 맡긴다고 상상해 보세요. 실무자들은 생산라인 전체를 관리하거나 상품 생산에 대한 혁신적 아이디어를 내는 데 집중할 수 있습니다.

물론 로봇이 사람처럼 추론하고 추상화하고 창의적으로 사고하는 데는 상당한 시간이 걸릴 것입니다.

지능형 로봇이 지금까지의 로봇과 다른 점은 상황 판단 기능과 자율 동작 기능입니다.

지능형 로봇은 사람과 같이 촉각, 역각 등의 센서를 갖추고 스스로 물건을 잡고 자유롭게 핸들링할 수 있습니다. 이 기술 덕분에 지능형 로봇은 노약자 부축, 심부름, 가사 서비스 등에 활용될 수 있습니다.

 

 

 

 

 

함께 생활하는 로봇

인간이 두 눈으로 사물을 판별하듯이 로봇이 그런 기술을 완벽하게 구현하기란 매우 어렵습니다. 지능형 로봇은 현재가 어려운 과제에 도전하고 있습니다. 미리 학습한 지식 정보를 바탕으로 물체가 움직이는 영상을 보고, 물체가 어떤 종류이며, 어느 정도 크기인지, 방향과 위치는 어떠한지 등 3차원적 공간정보를 실시간으로 알아냅니다.

그런데 이 물체 인식 기술은 자율 이동 기술과 결합되어야 로봇이 노동 현장에서 정확하게 일할 수 있습니다. 아직은 충분히 개발된 기술이 아니라서 인공지능의 비약적인 발전이 풀어야 할 난제이기도 합니다.

또, 지능형 로봇의 매우 어려운 과제들 중 하나가 커뮤니케이션 능력입니다. 인간의 보조자로서 역할을 하기 위해서는 로봇 스스로가 감성 기술, 생체 기술, 제스처 인식 등을 통해 인간의 의도를 알아내야 합니다.

로봇 역시 일반적이거나 예기치 못한 상황을 판별해 적응하면서 사물인터넷에 연결된 모든 존재들과 소통·추론·판단·조율·협업해야 하는데, 이는 아직 해결되지 않는 부분입니다.

하지만 인간과 친숙하게 상호작용 하는 수준의 지능형 로봇을 개발하는 일은 실현되고 있습니다. 2017년 4월에 발표된 인간 인식 및 인공지능 연구를 위해 제작된 1m 높이의 아이큐브(ICub)는 인간과 닮았으며 어린이와 놀이하는 수준을 보여줍니다.

아이들과 친숙해야 하는 교육용 로봇은 인간과 어느 정도 비슷한 모양으로 개발했습니다. 혼다 엔지니어링에서 개발한 세계 최초의 두 발 달린 로봇인 아시모(Asimo), 한국 과학기술원 오준호 교수팀이 개발한 휴보(Hubo) 같은 인간형 로봇(Humanoid) 역시 두 다리로 걷고 양팔을 움직입니다. 적어도 몇십 년 내에 아이작 아시모프(Isaac Asimov)의 SF 소설을 기반으로 한 영화 <아이로봇>처럼, 인간과 함께 생활하며 인간의 보조자나 친구 같은 로봇이 등장할 것 같습니다.

 

 

 

 

 

지능형 로봇(Intelligent Robots)

외부 환경을 인식(Perception)하고, 스스로 상황을 판단(Cognition) 하여, 자율적으로 동작(Manipulation) 하는 로봇을 의미한다. 기존의 로봇과 차별되는 점은 상황 판단 기능과 자율 동작 기능이 추가된 것입니다.

상황 판단 기능은 다시 환경 인식 기능과 위치 인식 기능으로 나뉘고, 자율 동작 기능은 조작 제어 기능과 자율이동 기능으로 나눌 수 있다. 따라서 이 4가지 기능을 가능하게 하는 기술들이 지능형 로봇이 돌파해야 할 중점 과제입니다.

 

 

 

 

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