AI의 등장으로 로봇공학이 진정으로 인상적으로 발전하고 있다

인공지능과 로봇공학은 새로운 흥미로운 방식으로 계속 융합되고 있습니다. AI는 인간과 기계의 상호작용 방식을 혁신하고 있습니다, 이는 로봇 산업에 큰 영향을 미쳤습니다. 말을 할 수 있는 로봇부터 자체 추적 구조대까지, 이러한 기술들의 미래는 서로 얽혀 있는 것처럼 보입니다.

AI가 지능형 로봇의 문을 열다

지난 반세기 동안의 어떤 SF 쇼를 보든, 주인에게 재치 있게 말하는 스마트 로봇을 볼 가능성이 높습니다. 인간의 삶을 더 편리하게 혹은 더 어렵게 만드는 스마트 기계라는 개념은 컴퓨터가 등장하기 훨씬 전부터 창작자들의 머릿속에 있었습니다. 그러나 이러한 개념은 최근까지는 꿈에 불과했습니다.

AI 분야의 돌파구 덕분에 로봇과의 상호작용이 더욱 직관적으로 변했습니다. 예를 들어, ChatGPT는 사용자가 논문, 이야기, 이미지, 심지어 동영상까지 설명하는 프롬프트를 입력하도록 허용합니다. AI 시스템은 이 프롬프트를 받아 몇 초 안에 다양한 옵션을 생성합니다. 기술이 완벽하진 않지만, 매일 스스로 개선되고 있습니다.

출처 – Robotguide – ANYmal

대형 언어 모델(LLM) AI 시스템은 주류 채택의 문을 계속 열어가고 있습니다. 이 기술 덕분에 음성 및 텍스트를 포함한 다양한 방식으로 기기와 소통할 수 있게 되었습니다. 아마존 알렉사와 같은 기기를 반응하게 만드는 이러한 시스템은 미래 로봇이 명령을 수행하고, 길 안내를 제공하며, 복잡한 개념을 전달하는 데 필수적인 전신이 됩니다.

텍스트와 음성만이 로봇이 배우는 유일한 방법은 아닙니다. 시각적 신호를 이용해 인간처럼 로봇을 가르치는 연구가 늘어나고 있습니다. 이 학습 방식의 주요 장점은 최소한의 노력으로 복잡한 물리 작업을 누구나 프로그래밍할 수 있다는 점입니다.

시뮬레이션 학습

아마도 로봇공학과 AI 분야에서 가장 흥미로운 진전은 시뮬레이션 환경에서 가르치는 능력일 것입니다. 시뮬레이션 환경은 어떠한 시나리오도 최소 비용으로 설정할 수 있으며, 수백만 번 실행하여 로봇이 유사 상황에서 의사결정을 최적화하도록 할 수 있습니다. 이러한 형태의 머신러닝은 인간과 로봇이 원활히 협업하여 세상을 개선할 수 있는 미래에 대한 흥미로운 가능성을 열어줍니다.

AI 로봇공학이 급부상하고 있다

Next Move Strategy가 실시한 최근 설문조사에 따르면, AI 로봇 분야는 2030년까지 10배 성장해 1840억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 연구 결과에 따르면 현재 거의 모든 산업에서 AI 로봇이 사용되고 있습니다. 이 통계는 오늘날 340만 대의 산업용 로봇이 사용되고 있다는 다른 연구와도 일치합니다. 의료부터 전쟁 무기에 이르기까지 AI 로봇은 큰 비즈니스입니다. 따라서 향후 몇 달 안에 크게 성장할 가능성이 있는 분야는 가정용 로봇입니다.

당신의 집 안 로봇

2021년, iRobot 은 로봇 청소기 Roomba를 전 세계에 소개했습니다. 이 로봇 청소기는 즉시 히트를 쳤으며, 4400만 대 이상이 판매되었습니다.

작성 시점에 대부분의 애널리스트는 IRBT를 ‘보류’로 평가하고 있습니다.

이 초기 장치들은 적외선 및 충격 센서를 사용해 방을 서툴게 탐색했습니다. 오늘날 이러한 장치들은 라이다, 적외선, 레이더 및 AI를 결합해 현실적인 3D 지도와 실시간 결정을 내리며 공간을 깔끔하게 유지합니다.

출처 – iRobot

이 장치들은 AI 가정용 로봇 분야의 선구자로 볼 수 있지만, 당신의 관심을 끄는 유일한 로봇은 아닙니다. 로봇 간병인, 가정 보안 드론, 심지어 로봇 애완동물까지 모두 채택이 늘어날 기술입니다.

생각하는 로봇 개

기계식 애완동물이라는 아이디어는 수세기 동안 장난감 제조업체와 발명가들의 머릿속에 있었습니다. 세계적인 작가와 사상가들은 기계식 개가 지속적인 동반자, 보안 및 위안을 제공할 수 있다고 상상했습니다. 반대로, 일부는 이 기술이 남용될 가능성을 일찍이 경고했습니다.

예를 들어, 디스토피아 베스트셀러 《화씨 451》에서는 기계식 사냥개가 정부 명령에 반대하는 사람을 찾아 전국을 뒤진다고 묘사됩니다. 이 고전 소설에서 인간의 로봇 친구는 4인치 길이의 속이 빈 강철 바늘을 장착해 모르핀이나 프로카인을 주입하고, 수 마일 떨어진 사람을 추적할 수 있는 고급 후각 센서를 갖추고 있습니다. 미래에 대한 밝은 전망이라 할 수 없습니다.

특히, 과거의 창의적 사상가들은 오늘날의 로봇만큼 강력한 기계를 상상하지 못했을 것입니다. 오늘날의 고급 4족 보행 로봇은 360도 시야, 적외선 깊이 인식 및 자체 학습 AI 기술을 통합해 고도의 상황 인식과 즉각적인 의사결정을 가능하게 합니다.

스마트 로봇의 새로운 시대

2016년, 스위스 로봇 기업 ANYbotics는 지금까지 가장 강력한 4족 보행 로봇 ANYmal을 만들기 위해 나섰습니다. 4족 보행 로봇은 바퀴나 트랙으로는 어려운 장애물을 넘을 수 있어 엔지니어들의 큰 관심을 받고 있습니다. 이러한 사양은 검사, 모니터링, 구조 임무 등 다양한 응용 분야에 이상적입니다.

ANYbotics는 라이다와 360도 비전을 포함한 다양한 첨단 센서를 탑재해 거친 지형을 자유롭게 이동할 수 있게 했습니다. 초기부터 팀은 인간의 개입 없이 ANYmal이 스스로 탐색하고 학습하도록 AI를 활용해야 한다는 것을 깨달았습니다.

머신러닝과 모델 기반 제어의 결합

ETH 취리히 연구팀이 머신러닝을 이용해 ANYmal에게 파쿠르와 같은 고난이도 동작을 가르치면서, ANYmal은 한 단계 더 나아갔습니다. 두 가지 독특한 방법을 통해 로봇은 장애물을 인식하고 인간의 개입 없이 이를 통과하는 방법을 스스로 학습했습니다.

이를 수행하기 위해 ANYmal의 카메라는 데이터를 ANN에 전송해 이전 상황과 교차 검증합니다. 놀랍게도 AI는 시행착오를 통해 최적의 옵션을 학습할 수 있습니다. 또한 모델 기반 제어가 성능 향상에 활용되었습니다.

수백만 번의 시뮬레이션을 실행해 최적 결과를 도출하는 전통적인 머신러닝과 달리, 모델 기반 로봇 제어는 정확한 움직임과 데이터를 사용해 로봇이 계단이나 작은 틈새와 같은 사전 정의된 상황을 인식하도록 합니다. 머신러닝과 결합하면 지형과 작업에 따라 결정을 내릴 수 있는 견고한 유닛이 완성됩니다.

NVIDIA AI

AI 로봇 분야를 선도하는 또 다른 기업은 NVIDIA입니다. 대부분의 사람들은 NVIDIA를 그래픽 카드 제조업체로 알고 있으며, 이는 게임용 PC부터 암호화폐 채굴까지 다양한 분야에 활용됩니다. 그러나 많은 사람들은 NVIDIA가 AI 로봇 분야에서도 선두주자라는 사실을 모릅니다.

작성 시점에 대부분의 애널리스트는 NVDA를 ‘강력 매수’로 평가하고 있습니다.

NVIDIA는 로봇 엔지니어가 더 나은 기계를 만들 수 있도록 돕는 AI 도구군을 보유하고 있습니다. 예를 들어, NVIDIA (NVDA ) Jetson은 로봇이 실시간 AI 의사결정을 통해 복잡한 환경을 자율적으로 탐색하도록 합니다. 시스템은 장애물을 인식하고 경로를 최적화하며, 다른 로봇과 협력해 목표를 달성할 수도 있습니다.

NVIDIA 로봇은 이미 조립, 배송 및 품질 검사에 활용되고 있습니다. 이 시스템은 시뮬레이션 환경을 활용해 실제 배치 전에 학습 알고리즘을 테스트하고 강화합니다. 이러한 접근 방식은 프로그래밍 비용을 절감하고 장치를 손상시키지 않으면서 극한 시나리오 테스트를 수행할 수 있게 합니다.

업계 경쟁

로봇 분야는 Boston Dynamics, Softbank Group, ABB, Microsoft (MSFT ), Alphabet (GOOG ), iRobot, Amazon (AMZN ) 등 주요 기업들의 경쟁이 치열해지고 있습니다. 이들 기업은 가정 모니터링부터 부상한 군인 구조까지 모든 일을 수행할 수 있는 인상적인 로봇을 선보이고 있습니다.

이들만이 전부는 아닙니다. 스타트업도 모든 분야에서 혁신을 주도하고 있습니다. 예를 들어, Gecko Robotics는 벽을 타는 로봇, 업계 최고 수준의 센서 및 AI 시스템을 도입해 중요한 인프라를 보호하고 검사합니다. 이 장치들은 초음파 스캔 및 기타 첨단 시스템을 활용해 핵심 자산에 대한 실시간 인사이트를 제공합니다. 이미 이 회사는 정부, 연구 및 상업용으로 보일러, 압력 용기, 탱크, 배관 등에 대한 비파괴 검사를 수행하는 로봇을 공급하고 있습니다.

지리적 인사이트

로봇 분야를 살펴보면, 대부분의 주요 시장 플레이어가 북미에 집중돼 있어 모든 분야에서 막대한 성장 잠재력이 있음을 알 수 있습니다. 이들 기업이 우연히 여기까지 온 것은 아닙니다. 정부는 AI 로봇 운영을 유치하기 위해 많은 노력을 기울였습니다. 특히 2020년 산업 4.0 이니셔티브를 통해 AI 로봇을 생산 시설에 통합하는 데 10억 달러를 배정했습니다.

이에 비해 아시아는 많은 이들이 거대한 성장 잠재력을 가진 지역으로 보고 있습니다. 미국과 달리 아시아 로봇 기업은 군사, 가정, 편의 부문보다 보안, 배송 및 의료 분야에 집중하고 있습니다.

로봇 윤리

AI 기반 로봇에 대한 의존도가 높아짐에 따라 이러한 장치의 윤리적 사용에 대한 논의가 늘어날 것입니다. AI는 이미 현대 전쟁의 일부이며, 살상 무기는 10년 넘게 하늘을 누비고 있습니다. 그러나 최근 비용 감소와 AI 시스템 가용성 증가로 새로운 위험 요소가 등장했습니다. 따라서 로봇 윤리는 이제 주요 관심사로 부상하고 있습니다.

로봇공학이 당신의 삶을 바꿀 것이다

로봇과 AI의 지속적인 통합은 기계 친구들과의 보다 유용하고 원활한 상호작용을 가져올 것입니다. 현재 시장을 뒤흔들 잠재력을 가진 흥미로운 프로젝트가 다수 진행 중이며, 곧 AI 로봇이 일상을 크게 편리하게 만들 수 있을 것입니다. 따라서 유망한 기회를 포착할 수 있는 사람들에게는 막대한 수익 창출 가능성이 존재합니다.