전북대학교 전자공학부 AI Robotics Lab(지도교수 조형기)이 인간과 공간을 이해하고 실제 환경에서 스스로 움직이는 로봇 지능 기술을 선보이며 피지컬 AI 연구의 지평을 넓히고 있다.

연구팀은 지난 10월 13일부터 15일까지 KAIST 대전 본원에서 열린 'Nature Conference: Autonomous Robotics'에서 인체 내부의 3차원 인지부터 로봇별 이동 능력을 고려한 공간 이해, 실제 환경에서의 자율 이동·조작까지 아우르는 연구성과 3편을 발표했다.

이번 행사는 세계적 학술 출판사 Nature가 로보틱스를 단독 주제로 개최한 첫 Nature Conference다. 세계적인 로봇공학 석학들과 Nature 에디터들이 모여 자율로봇과 피지컬 AI, 체화지능(Embodied Intelligence), 로봇 인지·조작, 인간-로봇 상호작용 분야의 최신 성과와 미래 연구 방향을 논의했다.

최위하 박사후연구원은 2차원 동적 X-ray 영상으로 인체 내부 구조의 3차원 형상과 움직임을 복원하는 기술을 발표했다. 해부학적 사전정보와 변형 가능한 가우시안 표현을 결합해 직접적인 깊이정보 없이도 인체 내부의 동적 3차원 정보를 추정하는 연구다. 의료·재활 분야는 물론, 인간과 상호작용하는 로봇이 사람의 내부 상태를 파악하는 새로운 센싱 기술로의 활용 가능성을 제시했다.

현상미 박사과정생은 신체 구조와 이동 능력이 서로 다른 로봇들의 주행 가능 영역을 하나의 지도에 표현하는 공간지능 기술을 선보였다. 같은 지형이라도 로봇에 따라 이동 가능 여부가 달라진다는 점에 착안해 지형의 경사와 단차, 통로 폭 등을 각 로봇의 이동 능력과 함께 고려했다. 향후 서로 다른 종류의 로봇이 협업할 때 적합한 로봇을 선택하고 임무를 배분하거나 이동 경로를 계획하는 데 활용할 수 있다.

김강건 박사과정생은 이동로봇과 로봇팔이 결합된 모바일 매니퓰레이터가 사전 정보가 없는 유리문을 실제 환경에서 조작하는 문제를 다뤘다. 로봇의 이동 방향에 따른 제약과 불확실한 문 구조, 실제 구동 한계 등을 분석해 이동과 조작을 보다 안정적으로 수행하기 위한 통합 계획 기술의 방향을 제시했다.

세 연구를 관통하는 핵심은 AI가 물리적 세계를 인지하고 판단해 직접 행동하는 '피지컬 AI'다. 인간의 내부 상태를 읽고, 로봇 자신의 신체적 능력에 맞춰 공간을 이해하며, 예측하기 어려운 실제 환경에서 행동하는 기술을 통해 로봇 지능의 확장 가능성을 보여줬다.

조형기 교수는 "이번 Nature Conference에서 연구실이 수행하고 있는 다양한 로봇 연구성과 3편을 함께 발표하게 돼 뜻깊다"며 "앞으로도 로봇이 자신의 신체적 특성과 주변 환경, 나아가 인간의 상태까지 이해하고 실제 환경에서 자율적으로 행동할 수 있는 로봇 지능 기술을 지속적으로 연구해 나가겠다"고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 연구개발특구육성(R&D), 시설농업로봇실증기반구축사업, InnoCORE 과기원 선도형 사업의 지원을 받아 수행됐다.