초록 ▼

연구개요
본 연구의 궁극적 목표는 다양하고 복잡한 환경에 쓰일 수 있는 다용도 지능형 모바일 매니퓰레이션 로봇의 개발이다. 이런 지능형 로봇은 과거 주어진 행동만 반복했던 산업용 로봇과는 달리, 정형화되지 않은 여러 환경에서 스스로 세상을 인지하고, 계획하며, 행동해서 고차적 목표를 달성한다. 이러한 로봇들에게는 세상과 자신의 상태에 대한 불확실성(state uncertainty)이 불가피한데, 이는 한정된 인지 및 감지 능력에 기인한다. 본 연구의 목표는 이러한 상태 불확실성 하에서도 학습을 사용해 효율적으로 계획을 세워 고

연구개요
본 연구의 궁극적 목표는 다양하고 복잡한 환경에 쓰일 수 있는 다용도 지능형 모바일 매니퓰레이션 로봇의 개발이다. 이런 지능형 로봇은 과거 주어진 행동만 반복했던 산업용 로봇과는 달리, 정형화되지 않은 여러 환경에서 스스로 세상을 인지하고, 계획하며, 행동해서 고차적 목표를 달성한다. 이러한 로봇들에게는 세상과 자신의 상태에 대한 불확실성(state uncertainty)이 불가피한데, 이는 한정된 인지 및 감지 능력에 기인한다. 본 연구의 목표는 이러한 상태 불확실성 하에서도 학습을 사용해 효율적으로 계획을 세워 고차적 목표를 달성할 줄 아는 학습기반 계획 알고 리즘을 개발하는 것이다. 구체적으로 본 연구는 세상에 대한 모델 – 즉 관측과 전환 모델이 주어졌다는 가정하에, 과거 계획 경험 데이터를 기반으로 방책 및 가치 함수를 학습하는 알고리즘을 개발하여 이를 통해 현존하는 계획법보다 계산 연산 효율성을 4배 이상 향상시키는 것을 목표로 한다.

연구 목표대비 연구결과
위 왼쪽에서 보이는 토이도메인에서 로봇이 O에서 x까지 가야한다. 중요한 것은 어두운 곳에서는 상태 불확실성이 올라가고, 밝은 곳에서는 내려간다. 위 오른편에는 이 문제에 대한 성공률 대비 planning iteration이다. 파란색이 state-of-the-art이고, 초록색과 오렌지 색이 본 연구진이 개발한 알고리즘이다. 그래프를 통해 알수 있듯 통해 90프로의 성공률을 달성하기까지 걸리는 시간을 500 iteration에서 100 iteration으로 줄였고, 이는 계산 효율성 5배 이상 향상시킨 것이다. 이는 기존에 세웠던 목표 (4배 이상 효율성 향상)을 뛰어넘는 결과이다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
다양한 환경에서 목적달성을 위해 계획을 세울 줄 아는 다용도 지능형 모바일 매니퓰레이션 로봇은 우리 사회에 수많은 응용이 가능할 것이다. 현 세계 동향에 중점을 둔 몇 가지 예시는 다음과 같다.
제조업 한국은 세계 5위의 제조업 강국이지만 현재 인구 고령화와 가파르게 상승한 인건비로 인력난과 비용 절감에 난항을 겪으며 위기에 국면 해있다. 본 연구진은 24시간 활용 가능한 로봇을 통해 무재고 (just-in-time) 제조법 등에 활용하면 이를 해결할 수 있을 거라 본다. 사람과 로봇이 같이 일하며 사람은 로봇에게 지시를 내리고, 대다수의 육체노동을 로봇이 대체하게 된다면 산업용 로봇이 그랬던 것처럼 지능형 로봇은 생산율과 제품 질 향상, 그리고 비용 절감을 가져다줄 것이다.
의료서비스 한국보건산업진흥원에 따르면 우리나라 의료서비스 산업은 80조 원에 달하는 시장이다. 의료서비스는 육체노동 강도가 높은 직군 중 하나인데, 그 이유는 운동, 인지, 감지기능 손상 환자들을 돌봐야 하기 때문이다. 현재 코로나로 노동강도는 더욱 심해져 전 세계적으로 의료 인력 부족을 겪고 있으며 또 의료진들은 항상 감염위기에 노출되어있다. 모바일 매니퓰레이션 로봇은 이러한 인력 부족 문제를 해결하고 특히 의료진을 도와 환자를 돌보고 잠재적 환자들에게서 표본을 채취하는 등의 위험하고 고된 일에 유용하게 쓰일 것이다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 5
• 3) 목표 달성 수준 ... 5
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 5
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 5
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 7
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 8
• 끝페이지 ... 18