강화 학습으로 셔틀콕 추적하고 대응
인식 노이즈 모델로 현실 적응력 강화
스위스 취리히연방공과대학교(ETH Zurich)의 카지노 슬롯 머신 잭팟시스템연구실(Robotic Systems Lab)이 사람과 배드민턴을 칠 수 있는 4족 보행 카지노 슬롯 머신 잭팟 기술을 개발했다고 발표했다.
연구팀은 강화 학습 기반 컨트롤러를 적용해 카지노 슬롯 머신 잭팟이 경기 중 셔틀콕의 움직임을 추적하고 예측하며 반응할 수 있도록 했다. 이를 통해 다리형(legged) 카지노 슬롯 머신 잭팟이 고난도 스포츠 환경에서도 효과적으로 작동할 수 있음을 입증했다.
이번 연구 결과는 권위 있는 학술지 '사이언스 로보틱스(Science Robotics)에 “Learning coordinated badminton skills for legged manipulators(다리형 조작기를 위한 배드민턴 기술 학습)”이라는 제목으로 게재됐다.
배드민턴은 테니스와 유사한 라켓 스포츠로, 공 대신 셔틀콕을 사용한다는 점이 가장 큰 차이점이다. 경기 방식은 네트를 사이에 두고 셔틀콕을 상대방 코트로 넘기는 것으로, 빠른 이동과 정밀한 타격이 요구된다. 이를 위해서는 민첩한 발놀림과 손의 정교한 제어 능력이 필수적이다.
연구팀은 네 다리로 안정적이고 유연한 움직임을 구현할 수 있는 카지노 슬롯 머신 잭팟 플랫폼에, 스테레오 카메라와 동작이 가능한 카지노 슬롯 머신 잭팟 팔을 장착했다. 여기에 강화학습 기반 컨트롤러를 통합해 카지노 슬롯 머신 잭팟이 자신의 위치를 실시간으로 조정하고 셔틀콕에 능동적으로 반응할 수 있도록 했다.
또한 로봇의 인지 정확도를 높이기 위해 '인식 노이즈 모델(perception noise model)'도 도입했다. 이 모델은 카메라로부터 수집된 실제 환경의 정보와 훈련 데이터베이스 간의 차이를 보정함으로써, 로봇이 보다 인간과 유사한 방식으로 경기 상황을 이해하고 반응할 수 있도록 돕는다. 덕분에 로봇은 셔틀콕을 시야에 유지하거나 스트로크 동작을 정확히 수행하기 위해 기저부(base)를 앞뒤로 기울이는 ‘피칭(pitching)’ 움직임까지 가능하게 됐다.
이번에 개발된 로봇은 ‘애니멀(ANYmal)-D’로 명명됐으며, 테스트 결과 실제 배드민턴 코트에서 안정적으로 움직이며 사람과 최대 10회까지 랠리를 지속할 수 있는 것으로 나타났다.