듀크대학교 연구진이 로봇이 환경과 상호작용하는 방식을 근본적으로 바꿀 수 있는 로봇 감지 기술의 획기적인 발전을 공개했습니다. 라고 불리는 혁신적인 시스템 소닉센스로봇은 음향 진동을 통해 주변 환경을 해석할 수 있어 기존의 비전 기반 로봇 인식에서 상당한 변화를 나타냅니다.
로봇 공학에서 물체를 정확하게 인식하고 상호 작용하는 능력은 여전히 중요한 과제로 남아 있습니다. 인간은 환경을 이해하기 위해 자연스럽게 여러 감각을 결합하는 반면, 로봇은 주로 시각적 데이터에 의존해 복잡한 시나리오에서 물체를 완전히 이해하고 조작하는 능력이 제한되었습니다.
SonicSense의 개발은 이러한 격차를 해소하는 데 있어 중요한 도약을 의미합니다. 음향 감지 기능을 통합함으로써 이 신기술은 인간이 주변 환경을 이해하기 위해 본능적으로 촉각과 소리를 사용하는 것과 유사한 물리적 상호 작용을 통해 로봇이 물체에 대한 자세한 정보를 수집할 수 있게 해줍니다.
SonicSense 기술 분석
이 시스템의 혁신적인 디자인은 네 개의 손가락이 장착된 로봇 손을 중심으로 하며 각 손가락 끝에 접촉식 마이크가 내장되어 있습니다. 이러한 특수 센서는 두드리기, 잡기, 흔들기 등 물체와의 다양한 상호 작용 중에 발생하는 진동을 포착합니다.
SonicSense를 차별화하는 것은 음향 감지에 대한 정교한 접근 방식입니다. 접촉식 마이크는 주변 소음을 필터링하도록 특별히 설계되어 개체 상호 작용 중에 깨끗한 데이터 수집을 보장합니다. 연구의 주요 저자인 Jiaxun Liu는 “우리는 일상적으로 발견되는 복잡하고 다양한 물체를 다룰 수 있는 솔루션을 만들고 싶었고, 이를 통해 로봇이 세상을 ‘느끼고’ 이해할 수 있는 훨씬 더 풍부한 능력을 제공하고 싶었습니다.”라고 설명했습니다.
특히 시스템의 접근성이 주목할 만합니다. 기타 녹음을 위해 음악가가 사용하는 것과 동일한 접촉 마이크를 포함하여 시중에서 판매되는 구성 요소를 사용하고 3D 인쇄 요소를 통합하여 제작된 전체 설정 비용은 200달러가 조금 넘습니다. 이러한 비용 효율적인 접근 방식을 통해 기술을 보다 광범위하게 채택하고 추가 개발할 수 있습니다.
시각적 인식을 뛰어넘는 발전
기존의 비전 기반 로봇 시스템은 특히 투명 표면이나 반사 표면, 복잡한 기하학적 구조를 가진 물체를 다룰 때 많은 한계에 직면해 있습니다. 보위안 첸(Boyuan Chen) 교수는 “시각이 필수적이지만 소리는 눈이 놓칠 수 있는 것들을 드러낼 수 있는 정보의 층위를 추가합니다.”라고 지적했습니다.
SonicSense는 다중 손가락 접근 방식과 고급 AI 통합을 통해 이러한 한계를 극복합니다. 이 시스템은 다양한 재료로 구성된 물체를 식별하고, 복잡한 기하학적 모양을 이해하며, 용기의 내용물까지 결정할 수 있습니다. 이는 기존의 시각 인식 시스템에서는 어려운 것으로 입증된 기능입니다.
여러 접점과 동시에 작업할 수 있는 이 기술의 기능을 통해 보다 포괄적인 개체 분석이 가능해졌습니다. 네 손가락 모두의 데이터를 결합함으로써 시스템은 물체의 상세한 3D 재구성을 구축하고 재료 구성을 정확하게 결정할 수 있습니다. 새로운 물체의 경우 시스템은 결론에 도달하기 위해 최대 20개의 서로 다른 상호 작용이 필요할 수 있지만 친숙한 항목의 경우 4개의 상호 작용만으로 정확한 식별을 달성할 수 있습니다.
실제 응용 프로그램 및 테스트
SonicSense의 실제 적용은 실험실 시연을 훨씬 뛰어넘습니다. 이 시스템은 전통적으로 로봇 인식 시스템에 도전하는 시나리오에서 특히 효과적인 것으로 입증되었습니다. 체계적인 테스트를 통해 연구원들은 용기 내 주사위의 수와 모양 결정, 병 안의 액체 높이 측정, 표면 탐색을 통해 물체의 정확한 3D 재구성 생성과 같은 복잡한 작업을 수행하는 능력을 입증했습니다.
이러한 기능은 제조, 품질 관리 및 자동화 분야의 실제 과제를 해결합니다. 이전의 음향 감지 시도와 달리 SonicSense의 다중 손가락 접근 방식과 주변 소음 필터링은 정확한 물체 조작 및 평가를 위해 다중 감각 입력이 필요한 동적 산업 환경에 특히 적합합니다.
연구팀은 여러 개체 상호 작용을 동시에 처리할 수 있도록 SonicSense의 기능을 적극적으로 확장하고 있습니다. Chen 교수는 “이것은 시작에 불과합니다. “미래에는 SonicSense가 능숙한 조작 기술을 갖춘 고급 로봇 손에 사용되어 로봇이 미묘한 터치 감각이 필요한 작업을 수행할 수 있게 될 것으로 예상됩니다.”
로봇이 어수선하고 역동적인 환경에서 물체를 탐색하고 상호 작용할 수 있도록 하는 것을 목표로 객체 추적 알고리즘의 통합이 현재 진행 중입니다. 압력 및 온도 감지와 같은 추가 감각 양식을 통합하려는 계획과 결합된 이러한 개발은 점점 더 정교해지는 인간과 유사한 조작 능력을 가리킵니다.
결론
SonicSense의 개발은 로봇 인식의 중요한 이정표를 의미하며 음향 감지가 시각적 시스템을 보완하여 더욱 유능하고 적응력이 뛰어난 로봇을 만드는 방법을 보여줍니다. 이 기술이 계속 발전함에 따라 비용 효율적인 접근 방식과 다양한 응용 프로그램은 로봇이 전례 없는 정교함으로 환경과 상호 작용할 수 있는 미래를 제시하여 진정한 인간과 같은 로봇 기능에 더 가까워집니다.
게시물 SonicSense는 음향 진동을 통해 로봇에 인간과 같은 감지 능력을 제공합니다. 처음 등장한 Unite.AI.