세계 최고 수준의 로봇 회의가 일본에서 개최되었습니다.
로봇 공학과 자동화 분야에서 세계 최고 수준의 국제 회의인
ICRA가 요코하마에서 개최되었습니다. 참가자는
연인원 7000명으로, 그 중 대부분인 6000명이 해외에서 온
참가자로, 매우 국제적인 분위기였습니다.
이 외국인의 많은 수를 보고, 이러한 대
규모 국제 행사를 일본에 유치할 수 있었다는 것은
훌륭한 일이라고 생각함과 동시에 한편으로 로봇 분야도 일본의
전통적 강점이라고 불렸던 것에 비해 회장에는
일본인이 조금 적고 존재감이 약하다는 인상을
받았습니다. 따라서 이번 동영상에서는 하이테크의
상징인 로봇의 최첨단 기술에 대해 전달하는
동시에 일본 로봇 연구의 과제와 희망 등에
대해서도 전달하고자 합니다. 로봇하면
이 뒤에 보이는 것과 같은 인간형 로봇, 즉
휴머노이드라고 불리는 것이나 개와 비슷한 형태의 4족 보행 로봇 등에
대한 뉴스를 자주 접하실 것입니다. 하지만
이번 동영상에서는 일부러 이러한 로봇들에 대해서는
많이 다루지 않겠습니다. 이들은 이미 인터넷 뉴스와 TV에서 많이 다뤄졌기
때문입니다. 따라서 이 동영상에서는
휴머노이드 등 겉보기에 좋고 한눈에 대단함이 전해지는
이런 로봇보다는 말이죠, 얼핏 보면 잘 모르
지만 실은 대단한 그런 로봇을 중심으로 소개
해 나가고 싶습니다. 덧붙여서 말이죠, 이번 국제 회의
에서 채택된 논문, 주목 논문이라는 것을 소개
해 나가고 싶습니다. 먼저 소개할 것은 이것입니다. 세계
최초 공개가 되는 소니의 초정밀 수술 로봇입니다.
VR 고글 같은 고글을 쓰면서 말이죠, 손에 든 기구를
움직이면 떨어진 곳에 있는 실제로 환자에게 처치를 하는 로봇
도 연동해서 움직이는 것인데요, 그 연동의
방식이 포인트가 되는데, 움직임이 최대 10배 축소
되는 거예요. 즉, 예를 들어 말이죠, 손에서 오른쪽으로 10밀리
움직였다고 하면 말이죠, 떨어진 곳에 있는 로봇의
팔은 오른쪽으로 1밀리만 움직이는 그런 변환이 이루어지는
거예요. 이 때문에 말이죠, 가는 혈관끼리 연결하는 그런
정밀한 수술이 가능해진다는 것으로, 회장에서
는 말이죠, 옥수수 알갱이의 껍질을 절개한 후에 극세
사로 꿰매는, 그런 시연이 소개되었습
니다. 위를 잡고 네, 잡았습니다. 그리고
네, 네, 네, 밑 부분을 자릅니다. 엄청
간단해요! 눈 앞에는 말이죠, 굉장히 선명한 영상이 비춰
지고 있어서 로봇도 시간 지연 없이 부드럽게 움직이므로
위화감 없이, 어떤 위화감도 없이 작업할 수 있었어요. 참고로
실제로 고글을 쓰고 실을 자를 때는
실이 많이 튀어나온 것 같아 보였고 더 뿌리 쪽에서
잘랐어야 했나 하고 조금 실수했다고 생각했습니다.
하지만 고글을 벗고 실제로 옥수수 알갱이를
봤을 때 '어, 도대체 봉합선이 어디 있지?'라고 생각했고
튀어나온 실은 어디에 있는지 확인할 수 없을
정도로 매우 고도의 작업을 했던 겁니다.
하지만 실제 작업할 때는 단지 눈 앞에
있는 실을 잘랐을 뿐이라는 감각으로 할 수 있었다는 점에
매우 놀랐습니다. 사람이 매우 다루기 쉽게
되어 있어서 숙련되지 않은 선생님도
곧바로 사용할 수 있게 되는 사용자 친화적인 그런
로봇, 이 사용 편의성이라는 점에서
말씀드리자면 눈앞에 보이는 영상이 매우 선명하고
초점이 또렷하게 맞춰져 있으며 자동 초점이 되어
있고 입체적으로 보인다는 영상미로 인한 부분이
매우 크다고 개인적으로 느꼈습니다. 참고로
이 로봇에 사용된 4K 3D 카메라는
소니올림푸스메디컬솔루션즈의 것이고 고글에
사용된 4K 유기 EL 디스플레이는 소니 세미컨덕터 솔루션즈
의 것으로, 소니의 강점이 활용된 로봇이라는
인상을 받았습니다. 다만 이 로봇은 아직 시제품 단계입니다.
의료 기구이기 때문에 앞으로 다양한 규제 등을 통과해야
할 필요가 있다고 합니다. 그래서 먼저는
대기업 소니의 로봇을 소개했지만 회장에는
그 외에도 가와사키 중공업이나 THK 등 유명
기업의 로봇도 많이 전시되어 있었습니다만 예를
들어 대기업의 로봇은 굳이 더 이상 다루지 않겠
습니다. 대학 등의 연구실에 의한 전시 연구 성과
논문을 중심으로 보고 싶습니다. 그래서
다음은 뉴욕 대학의 연구 성과입니다. 보시는 것처럼
로봇 팔이 토스터 문을 열어주는 전시였습니다
얼핏 보면 무엇이 대단한지 전혀 모르겠지만
그
외에도 화장지 교체나 블라인드 여닫기 등
집 안에서의 다양한 작업을 수행하는 로봇이라고
합니다. 이 로봇 자체는 시판되는 것이지만
연구팀이 개발한 것은 로봇에 다양한 작업을
가르치는 AI 시스템 Doby입니다. 자세한 내용은 이
논문 "Onbringing Robot Home", 즉 로봇의 가정
도입이라는 제목의 논문에 쓰여 있습
니다. 연구팀에 따르면 집 안에서 109가지 작업
을 수행할 수 있다고 합니다. 집 안에서 다양한
작업을 수행하는 가사 로봇은 인류의 꿈 중 하나
생각하지만 아직 실현되지 않았습니다
그 이유 중 하나는 집 안의
환경이죠. 변수가 엄청나게 많습니다. 예를 들어
의자를 당기는 작업 하나만 해도 의자의
크기는 어떤지, 무게는 어떤지, 그리고 바닥 재질은
어떤지, 집의 어질러진 정도, 주변의 어질러진 정도는
어떤지 등 집마다 환경이 천차만별
이라서 로봇에게는 매우 어려운 일
입니다. 이런 난제에 대해 연구팀은 어떻게 접근했는
지, 3D 프린터와 아이폰만 사용하면 됩니다. 그것만으로
5분의 데이터가 필요합니다. 구체
적으로는 예를 들어 새로 산 토스터의 문을
여닫는 것을 로봇에게 학습시키고 싶을 때는
아이폰 카메라를 켜고 매직핸드로
문을 열고 닫고 열고 닫고 이것을 5분 동안 반복하기만 하면
로봇에게 작업을 학습시킬 수 있다는 것입니다
왜 그렇게 쉽게 학습할 수 있는지가
흥미롭습니다만, 이 AI 시스템은 사전에 여러
과정에서 다양한 작업을 수행한 데이터가 축적되어
있어서 그로 인해 여러 작업을 어느 정도 수준으로
수행할 수 있는 그런 능력이 사전에 갖춰져 있습니다. 즉
약간 비틀어진 문제가 주어지면 풀지 못할 수도 있지만
기초적인 능력은 완벽한 상태입니다. 그런 상황에서
추가로 5분간의 학습을 시켜서 사전에 만들어진
AI 모델을 미세 조정하여 새로운 작업을
완벽하게 해낼 수 있다는 것입니다. 연구
팀에 따르면 반대로 어떤 작업을 할 수 없는지
말하자면, 이번 로봇은 1개의 팔에 2개의 손가락이
있는 형태이기 때문에 예를 들어 두 팔로
무거운 짐을 들고 운반하는 것 같은 일은
할 수 없고, 또 달걀을 깨는 것도 기본적으로
두 손가락으로 할 수 있는 일이 아니라서 할 수 없습니다.
그래서 아직 한계가 있다는 것이었습니다.
집안일을 모두 해내는 꿈의 로봇과는
거리가 멀지만, 꿈에 크게 다가가는 중요한
기술이라고 할 수 있을 것 같습니다. 당연하듯이
AI 인공지능 이야기가 등장했는데,
아시다시피 이제 로봇을 말할 때 AI는
빠질 수 없는 존재가 되었습니다. 그래서 궁금한 것이
일본은 어떤지, 일본의 AI 로봇 연구는
순조로운지 아닌지 하는 점인데, 그때
생각나는 것이 1년 전 네이처에 실린 이
기사입니다. AI가 세계적으로 주목받는 가운데 일본의 로봇 공학이
뒤처지고 있다는 제목의 기사입니다. 과거에는
혼다의 아시모나 소니의 아이보 등 일본은 로봇 강국이라는
지위를 확립했었습니다만
이제는 세계의 리더라고 할 수 없다고 합니다. 그 원인은
AI라고 지적하는 기사입니다. 기사에서는
세계가 AI 기술을 로봇 공학에 융합시키기 시작했지만
일본의 과학자들 대부분은 순수한 로봇 공학의
연구를 계속했다고 쓰여 있습니다. 이러한
지적에 대해 일본의 로봇계는 어떻게 받아들이고 있는지
이번 E클라의 실행위원장을 맡은 치바 공업대학의 왕
교수에게 직접 물어봤습니다. "그것은
어떤 의미에서는 정확한 트렌드 분석이 되고 있습니다. 실제로
우리 로보틱스 분야에 관해서는 하드웨어를 만드는
것 이상으로 서양, 또한 앞으로 AI라고
할까 지능화하는 것이 상당히 중요해집니다.
우리는 잠재력이 있습니다. 하지만 더 많은 연구에
투자하고 벤처 기업이 계속 성장해 나가는
것과 함께 연구 실력도 더욱
높여 나가는 것이 우리의 과제입니다."
아직 일본 로봇의 잠재력은 충분하지만 AI에
대한 투자가 충분하지 않아 일본의 로봇 공학이 세계에
뒤처지고 있다는 것, 이는 사실이라고 솔직히 인정
했습니다. 그런 와중에 일본의 로봇계에 충격을 준
한 집단이 있습니다. 그것은 도쿄대학의 마츠오 연구실입니다.
마츠오 연구실은 일본 AI 연구의 제일인자로
불리는 마츠오 유타카 교수가 이끄는 연구실입니다. 마츠오 교수는
미디어에서 인기가 많은 존재라서 아시는 분들이 많을
것 같습니다. 그런 마츠오 연구실 내에서 결성된 로봇 팀이
결성된 지 겨우 1년 만에 로보컵이라는 로봇 경기
대회의 국내 대회에서 압도적인 힘을 보여주며 우승을
차지했습니다. 게다가 세계 대회에서도 3위에 입상
했습니다. 우선 지시를 내리면 시스템 내에서는
4개의 기반 모델을 사용하고 있는데 그 중 하나가 대형
언어 모델이 되는 겁니다. 역시 AI가 포인트가 되는
것인데요, 기존에 있던 AI 기술이 아니라 ChatGPT로
단번에 유명해진 대규모 언어 모델 등의 최신
AI를 충분히 활용하고 있습니다. 다른 팀들은
이미 있는 기존 기술을 발전시켜 나가는 방향으로
하고 있었는데, 이 도쿄대 로봇 팀은 결성된
지 얼마 되지 않았다는 점도 있어서 최신 AI를 주저
없이 도입하여 우승해 버렸다는 것입니다.
Could you bring the coffee cup on the counter?
말로 로봇에게 지시를 내리는 것은 그다지 놀랄 만한
일은 아닐 것 같습니다만, 여기서부터 지시를
받은 후 로봇은 어디로 가서 무엇을 할
실행 계획을 만들고 나서 움직이기 시작하는데요
그 실행 계획을 만드는 데 대규모 언어 모델을 사용하고 있습니다
즉, ChatGPT는 대규모 언어 모델을
사용해 텍스트를 생성하지만 이번에는 그것을 사용해
행동을 생성하고 있다는 점이 포인트입니다. 보시다시피
실행 계획을 제대로 생성해서 정확히 카운터까지 갔
습니다. 이후에는 커피 캔을 찾아내는
물체 인식이 필요해지는데요, 여기서도
다른 기반 모델이라 불리는 최신 AI를 활용해
서 훌륭하게 커피 캔을 잡을 수 있었습니다
참고로 이 시연 전에도 카메라가 돌아가지 않은
상태에서 한 번 시험해 봤는데요
그때는 거실에 있는 사과를 가져오라고 했
습니다. 그때는 대충 사과를 가져와
라고만 전달했더니 로봇은
거실을 지나 주방까지 가서 두리번두리번
주변을 둘러본 후 제게 돌아와서 죄송합
니다, 찾지 못했습니다라고 말했습니다
그래서 미안, 거실 테이블에 있는 사과를 가져
와라고 정확히 전달하니 제대로 사과를 가져올
수 있었습니다. 처음에 왜 로봇이 주방으로 향했
는지에 대해서인데요, 연구팀에
게다가 사과에서 로봇이 주방을 연상해서 주방으로
향했다고 생각한다는 것이었습니다. 이것은 매우 인간적
이네요. 대규모 언어 모델로 만들어진 ChatGPT
는 마치 인간처럼 대화할 수 있는 AI라는 점에서
세계가 놀랐던 것인데, 그 대규모 언어 모델로
로봇을 만들면 역시 인간다워진다는 것을
느꼈습니다. 참고로 도쿄대학 로봇팀은 올해 로봇
컵 국내 대회에서도 우승했고 최신 AI의 힘을
보여주고 있어서 앞으로 일본의 로봇공학계 전체가
각성하고 변화할 수 있을지 주목됩니다. 다음은
웃음이 나올 만한 재미있는 연구를 소개합니다. 조금 특이한
형태의 드론이 날아오르려 하고 있지만 상공에는
드론의 천적인 전선이 있습니다. 걸리면 추락
하게 되니 피하고 싶은 상황이지만, 놀랍게도 피하기는커녕
전선에 가까이 다가가고 있습니다. 그리고
전선을 붙잡아 버렸습니다.