일본산업뉴스요약

아마존, 창고 로봇 세계대회
난관이었던 분류작업, 사람에 근접

미국 아마존이 주최하는 물류창고용 로봇 세계대회「Amazon Robotics Challenge(ARC)」가 7월 말에 일본에서 처음 개최되었다. 파나소닉 등 일본을 포함하여 세계의 유력 기업이나 연구기관이 최신의 인공지능(AI) 기술 등을 활용한 차세대 로봇을 투입하여, 급속한 성능 향상 등으로 관계자를 놀라게 하였다. 창고 로봇은 높은 성장이 기대되는 유망 시장이며, 맹주인 아마존의 대회는 미래기술을 육성하는「요람」이 되고 있다.

「대회 참가를 통해 많은 것을 배웠다. 인재육성이나 우리들의 가치관을 바꾼다는 의미에서 효과가 있었다」. 나라첨단과학기술대학원대학과 함께 처음 참가하여 6위에 입상한 파나소닉의 야마모토(山本) 로보틱스 솔루션부 총괄기사는 이렇게 말한다.

-- 16개 팀이 경쟁 --
ARC는 7월 27일부터 4일간, 나고야 시내에서 개최되었다. 3회째인 이번 대회는 10개국∙지역, 16개팀이 참가하였다. 상품을 피킹하여 선반에 수납하는 작업과, 선반에서 집어내어 박스에 담는 작업의 2종목이 있다. 결승에 오른 8팀이 2종목을 연이어 도전, 30분의 시간에 정확도를 경쟁한다.

저번 대회와의 차이는 대상 상품 32품목 중 절반을 경기개시 직전까지 모른다는 것이다. 다른 차원의 어려움이다. 로봇은「미지와의 만남」에서도 인간에 가까운 작업이 가능한지가 승패를 좌우한다.

아마존 로보틱스의 타이 브래디 수석 테크놀로지스트는「새로운 과제를 통해 기계학습이나 물체의 인식기술 등이 향상한다」라고 대회의 의의를 강조한다. 이러한 기술혁신이야말로 창고 로봇의 보급에 열쇠가 된다.

통신판매 창고에서 이미 로봇을 도입하고 있는 ASKUL의 이케다(池田) 책임자는「공장 등과 달리 창고에서는 취급하는 상품의 종류가 상당히 많다. 소재, 모양, 크기, 무게 등이 다양하다」라고 말한다. 대회 참가 팀은 이 어려운 문제에 도전하기 위해 고성능 로봇을 투입하였다.

파나소닉의 야마모토 씨는「멈추지 않는 신뢰성 높은 로봇이라는 의미에서는 원하던 결과를 얻을 수 있었다」라고 말한다. 로봇의 두뇌에는「민주적 투표 시스템」이라는 기술을 채용, 미지의 것을 포함하여 상품의 인식성을 높였다.

구체적으로는 AI의 심층학습 외에, 고성능 카메라나 무게 센서 등 복수의 시스템을 활용한다. 각각의 시스템에서 얻은 인식 결과 중 가장 적합한 것은 어떤 것인가를 프로그램이 투표로 결정한다. 하나의 시스템에 결함이 생겨도 작업을 계속할 수 있다.

결승에서 고전한 이유는 선반에서 꺼낼 때 접착 테이프의 둥근 원 안에 로봇 팔이 들어가서 시간이 걸렸기 때문이다. 그러나 로봇 스스로 AI로 생각하면서 몇 번이고 도전하여, 결국에는 지정된 상자 안에 넣었다. 야마모토 씨는「파나소닉은 AI를 진정으로 이해할 필요가 있다」라고 말했다.

선반에 물건 넣기 예선에서 3위를 차지한 미쓰비시전기팀도 존재감을 발휘하였다. 미쓰비시전기는 이전 대회에도 2번 참가하였다. 미쓰비시전기의 첨단기술총합연구소 화상인식시스템그룹의 세키(関) 매니저는「물류의 세계에 로봇을 어떻게 투입하는지 흥미가 있었다. 대회에 참가함으로써 기술개발을 할 수 있고, 세계의 기술자의 견해도 알 수 있다」라고 말한다.

-- 2개의 팔이 따로 --
미쓰비시전기가 주부(中部)대학, 주쿄(中京)대학과 공동으로 개발한 창고 로봇은 선구적인 기술이다. 2개의 로봇 팔이 독립적으로 따로 상품을 피킹하거나 수납할 수 있다. 지금까지는 2개의 팔을 연동시켜 하나의 상품을 다루었다. 프로그램의 개량으로 2개의 팔을 동시 병행으로 치밀하게 움직일 수 있게 되었다.

미지의 상품에 대한 대응에서는 무게의 차이에 주목하여 예선에서 좋은 성적을 얻었다. 팔로 잡은 상품을 전용 계측기로 무게를 측정하여 정확하게 식별한다. 예선에서는 선반에서 물건을 꺼낼 때 상품이 계측기에 걸리는 실수가 있어 결승 진출에 실패하였다. 그래도 세키 매니저는「이 대회에서 축적한 기술을 활용하여(기술개발 등) 앞으로의 일을 생각하고 싶다」라고 강조한다.

그러나 일본은 도시바, 돗토리대학 등의 팀도 참가하였지만 좋은 성적은 얻지 못했다. 파나소닉이나 미쓰비시전기 등도 이동시간이 짧은 일본 개최라는 이점을 살리지 못했고, 세계 강호와의 기술적인 차이를 새삼스럽게 통감하였다.

특히 일본의 업계 관계자를 놀라게 한 것은 해외 강호인 싱가포르의 명문 난양공과대학 팀이다. 대회장 안에는 다양한 조명이 설치하여 상품의 식별을 어렵게 하였다. 그러나 예선 첫날 선반에 물건을 넣는 경기에서 상품 인식 실수가 거의 없었다.「화상인식 기술이 정말 대단하다」라고 탄식이 터져나올 정도였다.

● 아마존의 로봇 경기대회 결승전적

아마존,「유연한 대응」을 시험하다
해외 팀, 예상 외의 상황에서도 결과 도출

이번 대회에서 우승한 호주 팀의 ACRV는「크레인게임기형 로봇」으로 결승에 진출, 272점이라는 월등한 점수를 획득하였다. 상품을 잡는 팔 부분이 3축으로 움직이며 잡을 수 있다. 일본의 다관절형 로봇처럼 여러 개의 모터를 가동시킬 필요가 없기 때문에 기구를 간소화하여 빠르게 작업할 수 있었다.

ACRV는「미지의 상품」을 인식하는 심층학습 기술에도 뛰어났다. 경기개시 30분 전에 처음 공개되는 16품목을, 로봇에게 200~300장의 화상 데이터를 입력하여 심층학습을 실시하였다. 통상적으로 학습을 위해서는 수만 장의 화상 데이터가 필요하지만, 사전에 입력해 둔 별도의 데이터와 결합하여 정밀도를 높였다.

로봇과 떨어진 곳에 설치한 카메라나 상품의 무게를 데이터화하여 활용. 들어올린 상품이 정확한 것인지 2중 체크하여 신속하면서도 정확하게 작업을 할 수 있었다. 일본의 입장에서는 배워야 할 점이 많았다. 팀 대표인 라이트너 씨(34)는「로봇과 팀의 연대 등 모든 요소가 필요한 타이밍에서 기능하는 것이 승리의 요인이다」라고 말하였다.

아마존이 주최하는 이 대회는 창고에서 사용하는 로봇의 기술을 진화시키는 중요한 이벤트가 되고 있다. 아마존이 일본의 창고에 처음 로봇을 도입한 것은 작년이다. 그것도 상품을 넣은 상태에서 주행하는 선반과 같은 로봇이다. 지금도 상당히 어려운 피킹 작업을 로봇이 담당할 수 있다면, 노동력 부족의 해소로도 이어진다.

아마존 로보틱스의 수석 테크놀로지스트인 타이 브래디 씨는 대회 기간 중에,「지금까지 직면하지 않은 과제에 어떠한 것이 있는지를 예측하는 것이 어렵다」라고 지적한다. 소프트와 하드 양면의 조합 등으로「유연하게 대응할 수 있는 시스템을 만든 팀이 좋은 성적을 거둘 수 있다」라고 말하였다.

어떤 일본 팀 멤버는 경기가 끝난 후에「운영 측으로부터 사전에 무게 데이터를 받았지만, 실물과는 차이가 컸다」라고 밝혔다. 그러나 예상 외의 사태도 생각하여 대응하는 것이 대회 주최자인 아마존이 바라는 것이었다. 일본은 이번 대회에서 해외의 강호에게 밀렸지만, 승부는 지금부터다.

  -- 끝 --