Chapter     2-2

로봇의 정리작업 계획 추정


송재복  ||  고려대학교 교수


I. 결과물 개요

개발목표시기 2021. 12. 기술성숙도 (TRL) 개발 전 개발 후
3 6
결과물 형태 SW-System 검증방법 자체검증
Keywords 심층학습, 강화학습, 정리작업, 물체 상호작용 인식, Deep Learning, Reinforcement Learning, Cleanup Task, Object Interaction Detection
외부기술요소 Open Source 및 자체 개발 기술 사용 권리성 특허, SW


 

*   본 내용은 송재복 교수(☎ 02-3290-3363, jbsong@korea.ac.kr)에게 문의하시기 바랍니다

**   본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITP의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.

***   정보통신기획평가원은 현재 개발 진행 및 완료 예정인 ICT R&D 성과 결과물을 과제 종료 이전에 공개하는 “ICT R&D 사업화를 위한 기술예고”를 2014년부터 실시하고 있는
  바, 본 칼럼에서는 이를 통해 공개한 결과물의 기술이 전, 사업화 등 기술 활용도 제고를 위해 매주 1~2건의 관련 기술을 소개함



II. 기술의 개념 및 내용

 

기존 정리작업의 경우 물체의 위치만을 파악하여 정리작업을 수행하였으나, 본 기술은 물체의 복합적인 특성을 활용함으로써 고차원적인 정리작업이 가능함
본 기술은 정리작업 시 물체의 위치뿐만 아니라 물체 상태, 추상적인 자세 등을 추정하며, 크게 물체의 상태 추정, 상호작용 추정, 추상적인 자세 추정 그리고 정리작업 계획기술로 구성됨

[그림 1] 기술개념도


- 상태 추정: 형태가 변할 수 있는 물체의 현재 및 목표 상태를 추정
  예시) 책(펴짐, 덮힘), 서랍(열림, 닫힘)
- 상호작용 추정: 수납이나 조립 등 정리작업에 활용 가능한 물체 간 상호작용을 추정
  예시) 필통·필기구(수납), 병뚜껑·병(조립)
- 추상적인 자세 추정: 지면에 대해 물체가 어떤 자세로 배치되어 있는지 추상적으로 판단
  예시) 책(눕혀짐, 세워짐)
- 정리작업 계획: 어떤 물체를 우선적으로 정리할지를 계획
  예시) 책 위에 펜이 놓인 경우, 책을 먼저 배치한 뒤에 책 위에 펜을 배치함


 


III. 국내외 기술 동향 및 경쟁력

1. 기술의 특성 및 성능

효율적인 정리작업 수행을 위해 정리작업 계획을 도출함
RGB 영상으로부터 물체의 상태를 추정하고, 이를 정리작업에 활용함
로봇과 물체 간 혹은 물체 간 발생 가능한 상호작용을 추정하여 적절한 작업계획을 추정함

2. 경쟁기술/대체기술 동향 및 현황

Toyota사의 모바일 머니퓰레이터 HSR을 이용한 정리 기술
- 바닥에 어질러진 물체를 파지 및 분류하거나 선반에 배치하는 작업을 수행함
- 물체 인식을 통해 미리 정해진 위치에 따라 정리작업을 수행함
상하이 쟈오통 대학의 정리 기술
- 물체 인식을 통해 책상 위의 물체를 파지하고 정해진 위치의 상자에 분류함
- 불확실성이 높지 않은 환경에서 작업을 수행함

3. 우수성 및 차별성

경쟁기술 본 기술의 우수성/차별성
- Toyota사의 모바일 머니퓰레이터 HSR을
  이용한 정리 기술
- 상하이 쟈오통 대학의 정리 기술
- 물체의 상태를 고려한 정리작업 계획 도출이 가능하므로,
  노트북을 여닫는 등의 물체조작을 통한 정리작업을 수행함
- 주어진 상황에 따라 정리 순서를 도출하므로,
  효율적인 정리작업 수행이 가능함
- 사용자가 제시한 사진을 기반으로 정리작업을 수행하므로,
  별도의 시스템 수정 없이 다양한 정리작업 수행이 가능함


4. 표준화 동향

정리작업은 물체의 특성, 상호작용, 사용자의 의도 등 복잡한 요소들이 포함되므로 표 준화가 어려우며, 이로 인해 ICT 표준화전략에서도 이에 대한 계획이 없음

 


중점 표준화 항목 기술 수준 표준 수준 대응표준화기구 전략목표
국내 국외
사람과 로봇의 상호 작용을 위한 인식지능 평가 표준 90% 100% TTA PG413 JTC1 SC35,
ISO TC299
차세대 공략
로봇이동지능기반의 시맨틱 맵데이터 표현 표준 90% 90% TTA PG413 IEEE RAS 차세대 공략
인간과 로봇의 안전하고 효과적인 협동을 위한 조작 지능 80% 90% TTA PG413 JTC1 SC35,
ISO TC299
선도경쟁 공략
로봇 지능체계 및 평가방법 표준 80% 90% TTA PG413 IEEE RAS
ISO TC299
차세대 공략
사람이 로봇과 상호작용시 로봇을 신뢰할 수 있는
로봇 윤리 평가 표준
80% 80% TTA PG413 IEEE-SA 선도경쟁 공략
지능 생성/재구성을 위한 모듈간 상호운용성 표준 80% 90% TTA PG413 ISO TC299 선도경쟁 공략

 


IV. 국내외 시장 동향 및 전망

1. 국내 시장 동향 및 전망

로봇 기술의 보급화가 진행되면서 가정용 모바일 머니퓰레이터의 개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 이에 따라 정리작업을 수행하는 기술의 수요가 증가할 것으로 예상됨
청소로봇의 기술 발달로 인해 로봇에 대한 사람들의 인식이 개선되고, 편의성이 향상됨 에 따라 가정용 로봇의 수요가 증가할 것으로 예상됨

2. 제품화 및 활용 분야

활용 분야(제품/서비스) 제품 및 활용 분야 세부내용
가정용 정리 로봇 가정에서 사용자의 취향에 따라 방을 정리하여 편의를 제공

 


V. 기대효과

1. 기술도입으로 인한 경제적 효과

시간이 다소 소모되는 정리작업을 로봇이 수행함으로써 사람들이 다른 경제활동에 집중할 수 있으며, 이에 따라 가정 내 부가가치 생산유발 효과가 높아질 것으로 기대됨

2. 기술사업화로 인한 파급효과

1인 가구 혹은 거동이 불편한 사람이 있는 가구에서는 로봇이 방 정리 작업을 대신함으로써 거주자가 다른 작업에 집중하거나 여가를 즐길 수 있는 환경 조성이 기대됨

* 본 자료는 공공누리 제2유형 이용조건에 따라 정보통신기획평가원의 자료를 활용하여 제작되었습니다.