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프로토타입 버전 아이보(aibo)가 보여준 가능성, 가사를 도와 더 사랑 받는 존재로
엑스포에서 최초로 공개

양말을 입에 문 강아지형 로봇 ‘아이보(aibo)’가 세탁 바구니를 향해 걸어가 양말을 바구니 안에 넣어 가사를 돕는다. 소니그룹은 이러한 데모를 오사카·간사이 엑스포 이벤트장에서 최초로 공개했다.

이 데모는 시판 아이보에 센서와 컴퓨팅 보드를 추가한 프로토타입 버전으로 실시되었다. 이 추가 장치에 의해 실시간으로 주위 환경을 3차원(3D)으로 인식하는 기능을 가지게 된 아이보는 집안을 돌아다니며 방 배치나 물체(가구·가전 등)의 위치 및 방향을 3D로 파악, 더 나아가 AI(인공지능)를 통해 가구나 가전의 종류를 인식할 수 있다.

현재는 연구 개발 단계로, 상용화는 미정이지만 “사람의 파트너로 귀여울 뿐만 아니라, 약간의 가사를 도움으로써 보다 사랑 받는 존재가 되는 것을 목표로 하고 있다”(소니그룹 기술개발부문 AI시스템개발과의 우사미(宇佐美) 씨)라고 한다.

8월 18일에 공개한 프로토타입 버전 아이보는 시판 제품을 베이스로 모자 부분에 RGB 카메라, iTOF(indirect Time of Flight) 센서, IMU(관성 계측 장치)를, 등에 부착된 책가방에 삽입용 컴퓨팅 보드인 엔비디아의 ‘Jetson’이 탑재되어 있다.

-- 기존의 아이보는 2차원 세계에서 움직여 --
시판의 아이보는 허리 부분에 탑재되어 있는 어안(魚眼) 카메라의 화상을 조합해 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)로 자기 위치를 추정하는 기능을 가지고 있다. 하지만, 주위를 2차원(2D) 평면으로 파악하고 있어, “2차원 게임의 세계에서 움직이고 있는 것이다”(우사미 씨)

한편, 프로토타입 버전은 카메라 화상과 iTOF에 의한 거리 화상, IMU의 관성 데이터를 사용해 3D의 SLAM을 실행한다. 실내의 3D 지도를 만들어 벽이나 가구·가전의 위치·방향을 이해하고 걸을 수 있는 장소를 판단한다. 그리고 3D 그래픽의 그리기 기능을 가진 애플리케이션으로 집안 방 배치를 재현한다. 소니그룹은 위에서 언급한 데모 이외에도 아이보가 선풍기 앞에 가서 ‘시원함을 느끼는’ 데모도 선보였다. 선풍기의 위치와 방향을 이해하고 있기 때문에 가능한 데모이다.

이번 프로토타입 버전 아이보의 특징은 자기위치 추정 정밀도가 1%로 비교적 높다는 것. 이것은 10m 이동했을 때의 오차가 10cm 정도의 수준이다. “LiDAR를 사용하는 자율주행 차량 등과 비교해 (가정용 로봇이라는 성격상)보다 저가의 저소비 전력 센서를 사용함으로써 기술을 실현했다”(우사미 씨). 카메라와 IMU의 정보를 고주파수로 동기화함으로써 자기위치 추정 정밀도를 높였다. 20~30프레임/초의 속도로 자기위치를 추정할 수 있다.

정확한 자기위치 추정을 실현함으로써 예를 들면, 복수의 아이보를 연계 동작시키는 등, 향후 다양한 애플리케이션을 만들어 낼 가능성이 있다고 한다.

한편, AI에 의한 물체 인식에서는 복수의 방법을 병용해 소파나 책상 등의 가구, TV나 선풍기 등의 가전, 더 나아가 바구니나 바닥에 방치된 의복 등을 인식할 수 있다고 한다. 예를 들면, 1개의 화상 내 물체를 개별적으로 식별해 각각의 경계를 정확하게 묘사하는 ‘Panoptic Segmentation’을 채택하고 있다.

외출했을 때 아이보에게 ‘거실 소파 치수를 알고 싶으니까 가르쳐줘’ 등의 도움을 받는 것도 가능해진다고 한다.

-- 가정 내 환경 데이터의 기반화에 유리 --
이번에 최초로 공개된 신기능은 아이보의 진화 방향성을 제시하는 것이지만, 시판 제품에 도입하려면 하드웨어의 소형·경량화와 저소비전력화, 저비용화뿐만 아니라, 소프트웨어 개선도 필요하게 된다. 예를 들면, 정확한 자기위치 추정은 “물건이 어질러져 있는 집이라면 비교적 하기 쉽지만, 하우스 스튜디오와 같은 물건이 별로 없는 집에서는 난이도가 높아진다”(우사미 씨)라고 한다. 환경에 크게 의존하지 않는 안정된 자기위치 추정 실현이 필요하다.

한편, 신기능의 상용화를 실현할 수 있게 된다면, 소니그룹의 로봇 사업에 큰 임팩트를 가져올 가능성이 있다.

최근 미국이나 중국 등에서는 인간형(휴머노이드) 로봇 개발이 활발히 추진되고 있으며, 그 중에는 가정 내에서의 이용을 목표로 하는 것도 있다. 이러한 움직임에 대해 우사미 씨는 어디까지나 개인적인 견해라고 밝히며 “휴머노이드 로봇은 테크놀로지 드라이버로, 배울 것이 많이 있다. 이를 위한 로봇 기반 모델에도 큰 가능성을 느끼고 있다. 하지만, 아이보는 지금까지 가정 내에 파고들 수 있었던 몇 안 되는 로봇 중 하나이다. 당사는 아이보를 통해 가정 내 환경 데이터를 기반으로 한 기반 모델을 만들 기회가 있다고 생각한다”라고 한다.

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