로봇ㆍ드론 이젠 손짓하나로 조종 VIDEO: Muscle signals can pilot a robot

로봇ㆍ드론 이젠 손짓하나로 조종한다

MIT, 근육신호로 조종하는 시스템인 '컨덕트-A-봇' 개발

    MIT 컴퓨터 사이언스·인공지능 연구소(CSAIL) 연구팀이 사람의 근육신호로 드론 및 로봇을 조작하는 시스템을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 이달초에 열린 '인간-로봇상호작용 국제회의(ACM/IEEE International Conference on Human Robot Interaction)'에서 발표됐다.

MIT 연구원인 ‘조셉 델프레토(Joseph DelPreto)’가 팔 근육 신호로 드론을 조종하고 있다.

Muscle signals can pilot a robot CSAIL's Conduct-A-Bot system uses muscle signals to cue a drone’s movement, enabling more natural human-robot communication. Albert Einstein famously postulated that “the only real valuable thing is intuition,” arguably one of the most important keys to understanding intention and communication.  But intuitiveness is hard to teach — especially to a machine. Looking to improve this, a team from MIT’s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) came up with a method that dials us closer to more seamless human-robot collaboration. The system, called “Conduct-A-Bot,” uses human muscle signals from wearable sensors to pilot a robot’s movement.  “We envision a world in which machines help people with cognitive and physical work, and to do so, they adapt to people rather than the other way around,” says Professor Daniela Rus, director of CSAIL, deputy dean of research for the MIT Stephen A. Schwarzman College of Computing, and co-author on a paper about the system.  View full text http://news.mit.edu/2020/conduct-a-bot-muscle-signals-can-pilot-robot-mit-csail-0427

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이번에 개발한 시스템은 ‘컨덕트-A-봇(Conduct-A-Bot)’이라 불린다. 인간과 로봇의 원활하고 직관적인 협업을 실현시키고자 하는 목적으로 개발됐다. 근전도 및 모션 센서를 사용하며, 이를 통해 이두근·삼두근·팔뚝이 제공하는 근육신호와 움직임을 측정한다. 이어 알고리즘은 신호를 처리해 실시간으로 동작을 감지한다. 이 시스템은 웨어러블 센서를 2~3개만 사용하기 때문에 일반 사용자도 사용하기 쉽다는 게 연구팀 설명이다.

연구팀은 실제로 원격 제어를 통해 드론이 후프를 통과하는 테스트를 진행했다. 테스트 결과 무인 비행기는 약 1500개 이상의 동작 중 82%에 정확히 반응했다. 시스템 역시 드론을 제어하지 않을 경우 약 94%의 신호 몸짓을 식별했다.

연구팀은 근육신호의 장점으로 관절 강직(joint stiffness)이나 피로 등 시각으로는 관찰하기 어려운 상태에 대해 정보를 제공할 수 있다는 점을 꼽았다. 예를 들어 비디오를 통해 큰 상자를 든 사람을 볼 때 그가 현재 얼마나 많은 힘을 쓰고 있는지 추측하기 어렵다. 기계 역시 비전(시력)만으로 이를 측정하기 힘들다. 그러나 근육 센서를 사용하면 움직임뿐 아니라 이 같은 물리적 궤도를 구현하는 데 필요한 힘과 토크를 측정할 수 있다.

 

컨덕트-A-봇(Conduct-A-Bot) 시스템이 적용된 드론이 장애물 코스를 통과하고 있다.

MIT 뉴스에 따르면 컨덕트-A-봇은 전자장치에 있는 메뉴탐색 및 자율주행 로봇 감시를 비롯한 다양한 임무는 물론 모든 상용 드론에도 사용가능하다. 원격 탐사, 퍼스널 로봇, 물체 운반이나 재료 리프팅과 같은 제조작업 등 인간과 로봇이 협업하는 다양한 응용분야에도 적용 가능하다. 사회적 거리두기와도 잘 부합하기 때문에 안전거리를 유지하면서 병실을 청소하거나 약물을 전달할 수도 있다.

연구팀은 앞으로 컨덕트-A-봇이 단순히 일반적인 몸짓뿐 아니라 연속적이거나 사용자가 정의한 동작도 인식하도록 개발할 계획이다. 이번 연구를 주도한 ‘조셉 델프레토(Joseph DelPreto)’는 “우리가 사용하는 동작을 이해하는 것은 로봇이 우리가 일상생활에서 자연스럽게 사용하는 비언어적 신호를 보다 잘 해석하도록 해준다. 컨덕트-A-봇과 같은 시스템은 로봇과의 상호작용을 사람들간의 상호작용과 더욱 유사하게 만들어 줄 것이며, 또 사전 경험이나 외부센서 없이도 로봇 사용을 보다 쉽게 ​​만들어 줄 것이다”라고 강조했다.

한편 연구팀은 이번 연구에 앞서 근육신호를 이용해 협동 로봇과 협업 작업을 진행하는 기술을 개발해 소개하기도 했다. 이 기술을 드론, 로봇 등 분야의 다양한 애플리케이션에서 적용될 수 있는 가능성을 보여줬다는 평가다.

조상협  robot3@irobotnews.com 로봇신문사

Controlling Drone with Gestures 

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