"다음 AI 물결은 로봇공학이며, 가장 흥미로운 개발 중 하나는 휴머노이드 로봇이다." 엔비디아 CEO 젠슨 황이 보도자료에서 말했다. "우리는 전체 엔비디아 로봇 스택을 발전시켜 전 세계 휴머노이드 개발자와 회사가 필요에 가장 적합한 플랫폼, 가속 라이브러리 및 AI 모델을 사용할 수 있도록 액세스를 개방하고 있다." 

 

 

사람과 같은 방식으로 채소의 껍질을 벗기는 로봇은 제조 라인을 따라 깨지기 쉬운 물체를 옮기는 데 도움이 될 수 있는 수준의 손재주를 보여준다.

프로토타입 로봇은 종종 어색한 물체를 조심스럽게 다루는 능력을 테스트하기 위해 야채 껍질을 벗기는 작업을 맡는다. 하지만 이러한 과제는 보통 야채를 고정하거나 바나나 껍질을 벗기는 것처럼 단일 과일이나 야채만 테스트하는 것처럼 단순화된다 .

매사추세츠 공과대학의 풀킷 아그라왈 과 그의 동료들은 한 손의 손가락을 이용해 다양한 종류의 과일과 채소를 돌리고 다른 팔로는 껍질을 벗길 수 있는 로봇 시스템을 개발했다.

"회전을 하는 이러한 추가 단계는 인간에게는 매우 간단한 일이며, 우리는 그것에 대해 생각조차 하지 않습니다."라고 Agrawal은 말한다. "하지만 로봇에게는 도전이 됩니다."

먼저, 로봇은 시뮬레이션 환경에서 학습되었다. 제대로 회전하면 알고리즘에 따른 보상을 받고, 잘못된 방향으로 회전하거나 전혀 회전하지 않으면 처벌을 받았다.

다음으로, 로봇은 호박, 무, 파파야와 같은 과일과 채소의 껍질을 벗기는 작업을 수행하여 실제 환경에서 테스트되었다. 로봇은 터치 센서의 피드백을 사용하여 한 손으로 농산물을 회전시키는 반면, 인간이 제어하는 ​​로봇 팔은 껍질을 벗겼다.

 

 

 

아그라왈에 따르면 이 알고리즘은 생강과 같이 작고 모양이 이상한 채소를 처리하는 데는 어려움을 겪고 있지만, 연구팀은 알고리즘의 기능을 확장하고자 노력하고 있다.

영국의 셰필드 대학의 조나단 에이트켄은 물체를 잡고 방향을 바꾸는 것은 모든 로봇에게 어려운 작업이며, 이 로봇의 속도와 단단한 그립은 인상적이라고 말한다 . 그는 물체를 올바른 방향으로 한 기계에서 다른 기계로 옮겨야 하는 공장에서 유용할 수 있다고 말한다.

하지만 에이트켄은 자동 감자 껍질 벗기는 기계 등 다른 접근 방식이 이미 존재하기 때문에 야채 껍질을 벗기는 산업 현장에서 사용될 가능성은 낮다고 말한다.

 

 

로봇, 계속 움직이기 위해 도마뱀처럼 자신의 팔다리를 자른다.

 

자기 절단은 과감한 움직임처럼 보일 수 있지만, 수많은 생물에게 특히 유용한 생존 전략으로 입증되었다.

로봇공학자들은 도마뱀, 게, 그리고 앞으로 나아가기 위해 뒤돌아보지 않고 자신의 일부를 벗어버리는 다른 동물에서 영감을 얻었다.

 

연구실 밖에서 로봇은 많은 잠재적 위험에 직면할 수 있다. 나무 가지가 떨어지거나 수색 및 구조 임무에서 바위 아래에 갇히는 것일 수 있다. 대부분의 경우 로봇에게는 그게 전부이다.

 

하지만 예일 대학교의 레베카 크라머-보티글리오 연구실은 로봇이 선택적으로 사지를 분리하고 그러한 잠재적 함정에서 벗어날 수 있는 기술을 개발했다.

 

반대로, 이 기술을 사용하면 개별 로봇이 함께 모여서 스스로는 할 수 없는 작업을 수행할 수 있다.

 

이 기술에 중요한 것은 로봇공학자들이 연구실에서 발명한 이중 연속 열가소성 엘라스토머라는 소재이다. 그들이 사용하는 열가소성 플라스틱은 실온에서 고무 같은 고체이지만 약 284°F에서 액체로 녹는다. 실리콘으로 만든 폼과 같은 구조에 주입되어 열가소성 플라스틱이 액체로 녹았을 때 제자리에 고정한다.

 

작동 원리: 두 개의 실리콘 바디는 각각 노출된 표면에 이중 연속 열가소성 엘라스토머 층이 있다. 폼이 가열되어 열가소성 플라스틱이 액체로 녹는다. 실리콘 매트릭스는 용융된 재료를 스펀지처럼 고정하여 흘러나오지 않도록 한다.

 

두 부분이 접촉하면 용융된 재료가 연속적인 액체 덩어리로 결합된다. 그런 다음 재료가 냉각되고 응고되어 두 부분을 연결한다. 분리하려면 조인트를 가열하여 재료가 녹고 약해져서 두 부분이 쉽게 분리된다.

로봇과 도마뱀의 자기 절단에 대한 관련 이미지 몇 가지를 보여줄게:

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이 이미지들은 로봇공학자들이 도마뱀과 같은 생물에서 영감을 얻는 과정을 보여준다.

 

"로봇이 정상적으로 작동하고 야생을 돌아다니다가 다리 중 하나에 무슨 일이 생기면(예를 들어 큰 바위가 떨어지면) 일반적으로 로봇 전체를 주조하면 로봇 전체가 움직이지 않는다."라고 박사 과정 학생이자 이 연구의 주저자인 빌리지 양은 이렇게 말한다.

 

"하지만 우리는 재료가 있는 이 관절을 녹여 약화시킬 수 있는 능력이 있기 때문에 로봇의 나머지 부분은 절단된 다리 없이 걸어갈 수 있다."

 

도마뱀이 사용하는 비슷한 전술이다. 공격자가 꼬리를 잡으면 도마뱀은 자동으로 다리를 놓고 안전하게 도망친다. 게는 속도를 늦추는 다친 부속지를 떨어뜨린다. 하지만 크라머-보티글리오 연구실은 또한 개미의 세계에서 영감을 얻었다. 예를 들어, 많은 개미가 숲 바닥의 틈새를 건너기 위해 다리를 형성하거나 물 위에 떠다니기 위해 공 모양을 형성할 수 있다.

 

양은 실험실의 카운터 위에 있는 두 개의 작은 로봇 장치와 두 로봇이 혼자서 안전하게 건널 수 없을 만큼 넓은 틈새를 가리킨다.

 

그는 "각 로봇이 틈새를 건너려고 하면 그냥 떨어질 것이다."라고 말한다. "하지만 몇 대가 함께라면 건널 수 있다. 로봇이 이런 종류의 시나리오를 훨씬 더 잘 헤쳐나갈 수 있는 다양한 유형의 수색 및 구조 임무에서 이런 상황을 상상해 보라."

연구팀은 그 다음 단계에서 이 기술을 실험실에서 개발한 다른 많은 소프트 로봇에 적용할 예정이다.

 

크라머-보티글리오는 "우리의 소재는 로봇의 생존에 도움이 될 뿐만 아니라 역동적인 모양 변화를 가능하게 한다."라고 말한다. "로봇 모듈은 특정 모양과 동작을 요구하는 작업을 수행하기 위해 다양한 형태로 자체 재구성할 수 있다."

 

로봇에 대한 논문은 Advanced Materials에 게재되었다.

출처: 예일대학교