Boston Dynamics 춤추는 로봇: 인상적인 혁신 쇼

미국의 엔지니어링 및 로봇 공학 회사 Boston Dynamics는 다양한 역동적이고 고도로 이동 가능한 로봇을 개발하는 것으로 전 세계적으로 알려져 있습니다. 각 로봇에 대한 간략한 설명은 기사 끝에서 제공할 것입니다. 지금은 Spot이라는 이름의 7개의 로봇 개가 춤추는 ‘Spot’s On It’이라는 흥미진진한 동영상을 보여드리고자 합니다.

Spot’s On It | 춤추는 로봇 개들

Boston Dynamics는 1992년에 매사추세츠 공과대학교의 자회사로 설립되었습니다. 2021년 6월부터 Boston Dynamics는 Hyundai Motor Group에 소속되어 있으며, 이 비디오클립은 BTS 그룹의 노래 "IONIQ: I'm On It"에 맞춰 제작되었습니다.

이 비디오가 어떻게 만들어졌는지 조금 이야기해 보겠습니다.

처음에는 무엇을 보고 있는지 잘 이해되지 않습니다. 노란색 로봇들이 조용히 앉아 서로 밀접하게 배치되어 거의 서로 겹쳐진 해변 의자처럼 보입니다. 그런 다음 음악에 맞춰 그들의 팔이 부드러운 패턴 시리즈를 구성하여 카메라 앞에서 여러 팔을 가진 로봇 공작처럼 보입니다. 마침내, 7명의 Spot이 서로의 춤 동작을 맞추며 조화를 이루며 분산됩니다.

움직임이 매우 정확하게 계산되어 있고 동작이 부드럽고 조화로워서 로봇들이 실제로 음악을 듣고 반응하는 것처럼 느낄 수 있습니다. 그러나 그렇지 않습니다. 그들은 자신의 동기화된 내부 시계를 듣고 있습니다. 복잡한 센서를 가지고 있음에도 불구하고 로봇들은 음악이 재생되고 있는지도 모릅니다. 서로 발을 밟지 않고 공간을 이동하는 능력은 로봇의 장애물 회피 기능이 아니라 정밀한 위치 설정과 프로그래밍의 결과입니다.

최종 결과는 매끄럽고 부드럽고 심지어 약간 놀랍습니다. 그러나 무대 뒤에는 77초짜리 공연을 위해 수많은 안무와 엔지니어링 작업이 숨어 있습니다.

“춤을 추는 것은 안무가의 비전을 우리의 소프트웨어로 전달하는 데 많은 어려움이 있었습니다,”라고 ‘Spot’s On It’ 동영상 제작에 중요한 역할을 한 Boston Dynamics의 로봇 공학자 에릭 위트먼은 말했습니다.
“모든 것을 미리 계획하고 시나리오에 따라 정확하게 프로그래밍해야 했습니다. 로봇들은 사람들이 한번 제대로 하면 그대로 유지되는 매우 반복적인 동작의 장점이 있습니다. 그러나 그들은 단점도 있습니다. 모든 것을 일일이 설명해야 합니다. 그들은 전혀 즉흥 연주를 하지 않습니다.”

이것이 Spot의 첫 번째 댄스 공연이 아니라는 점을 말씀드려야겠습니다. 2018년에 Spot은 ‘Uptown Funk’ 노래에 맞춰 자신의 능력을 보여주었습니다. 2020년 말에는 Spot 로봇이 Atlas 및 Handle 로봇과 함께 1962년의 클래식 노래 ‘Do You Love Me’에 맞춰 춤을 추었습니다. 이 비디오들도 나중에 보여드리겠습니다.

이 비디오들이 끝나면 분명한 질문이 남습니다: 왜 춤을 추는 걸까요? 결국 Spot은 이미 상업적 목적으로 사용되고 있습니다. 로봇은 발전소와 건설 현장에서 점검 작업을 완료합니다. 로봇이 엉덩이를 흔들도록 프로그래밍하는 목적은 무엇일까요?

“댄스와 같은 스포츠 공연은 로봇의 기계적 구조와 소프트웨어 알고리즘을 강조합니다,”라고 Boston Dynamics의 창립자이자 의장인 마크 라이버트는 말합니다. “우리가 수행한 춤을 보면 수십 가지의 다양한 행동이 있음을 알 수 있습니다. 따라서 팀은 합리적인 시간 내에 프로젝트를 완료하기 위해 이러한 행동 변형을 신속하게 생성할 수 있는 도구를 만들어야 했습니다. 이것은 실질적인 대답입니다.”
“하지만 저에게는 주로 창의성을 표현하고 재미를 느끼는 방법이었습니다,”라고 라이버트는 덧붙였습니다.

로봇 공학자 에릭 위트먼은 Spot이 자신감 있는 걷기와 등반과 같은 일반적인 행동을 습득하는 데 수년이 걸렸다고 지적합니다. 그의 말에 따르면, 이와 같은 춤 비디오를 만드는 것은 로봇의 움직임에 대한 빠른 혁신으로 이어지는 창의적인 목표를 개발자들에게 제공합니다. 춤은 또한 로봇의 물리적 설계에서 잠재적인 개선점을 드러냅니다. 또는 위트먼의 표현대로: “춤은 장비 수명 주기 테스트의 가속화된 형태입니다.” 예를 들어, 춤 테스트에서 로봇 개의 무릎을 너무 강하게 치면 손상이 발생할 수 있다는 점을 발견한 후, 회사는 로봇의 다리 상단에 더 견고한 소재를 사용하기로 결정했습니다.

“우리가 이러한 프로젝트를 수행할 때 항상 두 가지 목표가 있습니다,”라고 위트먼은 말합니다. “첫 번째 목표는 제품을 개선하기 위한 동기로 비디오를 사용하는 것입니다. 두 번째 목표는 비디오를 만드는 데 재미를 느끼는 것입니다.”

UpTown Spot | 춤추는 로봇 개 (2018년)

Do You Love Me? | 춤추는 로봇 Atlas, 로봇 Handle 및 로봇 Spot (2020년)

Boston Dynamics 회사의 로봇들

BigDog

BigDog (큰 개) — 2005년에 만들어진 네 발로 걷는 로봇으로, 육군 보조 로봇 수송 수단으로 설계되어 험난한 지형을 이동할 수 있습니다. BigDog은 최대 150kg의 하중을 지고 시속 6.4km의 속도로 이동할 수 있으며 35도까지 기울기를 극복할 수 있습니다.

LittleDog

LittleDog (작은 개) — 2010년에 연구 목적으로 만들어진 소형 네 발 로봇입니다. 로봇의 다리는 넓은 범위의 움직임을 가지고 있으며, 등반 및 역동적인 걷기에 충분한 힘을 가지고 있습니다.

Cheetah

Cheetah (치타) — 시속 28마일 (45km/h 또는 13m/s)의 속도로 이동할 수 있는 네 발 로봇으로, 2012년 8월 기준으로 네 발 로봇의 속도 기록을 보유하고 있습니다. Cheetah는 높은 이동 속도를 달성하는 데 도움을 주는 유연한 척추를 가지고 있습니다. 그러나 이 속도는 로봇의 다리 이동 속도와 일치하며, 실제로 로봇이 자신을 앞으로 움직일 수 있는 능력과는 다릅니다. 또한 이 실험실 모델 로봇은 고정식 유압 장치에서 전원을 공급받아 러닝머신에서 이동했습니다.

따라서, 2013년 10월 5일에 Boston Dynamics는 자체 유압 시스템을 갖춘 WildCat (야생 고양이)이라는 이름의 이 로봇의 개선된 버전을 선보였습니다. 평평한 표면에서 WildCat은 시속 25km의 속도로 이동합니다.

매사추세츠 공과대학교의 생체 모방 로봇 공학 연구소는 2014년까지 달리면서 장애물을 넘을 수 있는 또 다른 Cheetah라는 유사한 로봇을 만들었습니다. 이 로봇 치타는 2018년까지 계단을 오를 수 있었습니다.

RiSE

RiSE — 벽, 나무, 울타리 등 수직 장애물을 오를 수 있는 여섯 발 로봇입니다. 이동할 때 미세한 걸쇠가 있는 다리와 꼬리를 사용하며, 표면의 굴곡에 맞춰 자세를 바꿀 수 있습니다. RiSE는 길이 0.25미터, 무게 2kg입니다. 이동 속도는 0.3m/s입니다.

PETMAN

PETMAN — 개인 보호 장비 테스트를 위해 설계된 두 발 로봇입니다. 이는 실제 사람처럼 움직이는 첫 번째 인간형 로봇입니다. BigDog의 많은 기술을 차용하고 있습니다.

LS3

Legged Squad Support System (LS3), 일명 AlphaDog,은 BigDog의 군사화된 버전입니다. 이 로봇은 군사적 목적으로 설계되었으며 뜨겁고, 차갑고, 습하고, 더러운 환경에서도 작동할 수 있습니다.

Handle

Handle — 약 2미터 높이의 로봇으로 시속 4m의 속도로 이동할 수 있으며 1.2미터 높이로 점프할 수 있습니다. 이 로봇의 독특한 특징은 뒷다리에 바퀴가 있다는 것입니다. 배터리 한 번 충전으로 24km의 이동이 가능합니다.

Stretch

Stretch — 제한된 공간에서 박스와 상자를 다루기 위한 로봇입니다. 주요 업무는 창고에서 일하고 트럭을 하역하는 것입니다. 시간당 최대 800개의 23kg의 박스를 이동할 수 있는 성능이 있습니다.

Pick

Pick — Stretch와 같은 유형의 로봇이지만 특정 장소에 고정되어 있습니다. 박스를 운반하는 용도로 설계되었습니다. 로봇은 1초도 안 되는 시간에 상자를 식별할 수 있습니다. 판지를 자동으로 제거합니다.

Atlas

Atlas — 높이 5피트 (152.4cm)의 인간형 로봇으로, 험난한 지형을 이동하기 위해 설계되었습니다. 이전의 인간형 로봇 PETMAN을 기반으로 제작되었습니다. 두 발로 걷고, 물건을 운반하거나 수직 장애물을 오를 때 자유로운 팔을 사용할 수 있습니다.

Spot

Spot (로봇 개) — 2016년 6월 23일에 처음 소개된 네 발 로봇으로, 초속 1.6미터의 속도로 이동할 수 있습니다. 이 로봇은 360°의 시야를 제공하는 스테레오 카메라를 사용하여 지형을 탐색합니다. 따라서 Spot은 전례 없는 이동성을 가지고 지역을 탐색하여 일상적인 검사 및 데이터 수집 작업을 안전하고 정확하며 자주 자동화할 수 있습니다. 이 로봇 개의 무게는 25kg입니다.

Spot은 다양한 응용 프로그램을 위해 설정할 수 있는 이동성이 뛰어난 모바일 로봇입니다. 기본 플랫폼은 험난한 지형에서의 이동성, 장애물 회피 및 다양한 수준의 탐색, 원격 제어 및 자율성을 제공합니다. 제조업체는 Spot을 특수 센서, 소프트웨어 및 기타 유용한 적재물을 추가하여 설정할 수 있다고 주장합니다. Boston Dynamics의 첫 번째 고객들은 이미 Spot을 사용하여 건설 현장을 감시하고 원격 석유 및 가스 검사, 에너지 설비 및 공공 안전을 보장하고 있습니다. Spot은 대량 생산되고 있으며 현재 초기 사용자들에게 제공되고 있습니다.

이 이론을 시연하기 위해 아래에 Boston Dynamics의 공식 비디오를 보여드리겠습니다.

Factory Safety Service Robot

Factory Safety Service Robot (공장 안전 서비스 로봇)은 2021년 9월 17일에 소개되었습니다. 기존 로봇 Spot을 기반으로 하고 있습니다. 내장된 열화상 카메라와 3D LiDAR 시스템을 통해 주변 사람들을 감지하고 화재 위험을 추적하며 문을 여닫는 것을 인식합니다.