인간 데이터로 백덤블링과 전력질주까지 마스터하는 휴머노이드 로봇¶
원제목: Humanoid robot uses human data to master cartwheels and sprints - Interesting Engineering
핵심 요약
- 코넬 대학교 연구팀이 개발한 BeyondMimic 프레임워크를 통해 휴머노이드 로봇이 모션 캡처 데이터를 활용하여 복잡한 인간 동작을 학습할 수 있게 됨
- BeyondMimic은 마르코프 결정 프로세스(MDP)와 손실 기반 확산(loss-guided diffusion) 기술을 사용하여 로봇의 유연하고 정확한 동작 구현을 가능하게 함
- 이 프레임워크는 오픈소스로 제공되어 로봇 공학 연구 및 개발에 큰 발전을 가져올 것으로 기대됨
상세 내용¶
로봇은 걷기, 들어 올리기, 반복적인 작업을 효율적으로 수행하도록 훈련되어 왔지만, 인간 행동의 유연한 움직임을 포착하는 것은 엔지니어들에게 여전히 어려운 과제입니다. 코넬 대학교 연구팀은 휴머노이드 로봇이 모션 트래킹을 사용하여 복잡한 작업을 수행할 수 있도록 하는 BeyondMimic이라는 프레임워크를 발표했습니다. 이 프로젝트의 주요 목표는 모든 작업에 대해 로봇을 프로그래밍할 필요 없이 휴머노이드를 적응력 있고 다재다능하게 만드는 것입니다. 연구팀은 휴머노이드가 백플립, 댄스 동작, 달리기 등 다양한 인간 행동을 수행하는 비디오를 공개하며, 이 프레임워크가 훈련에 필요한 작업량을 얼마나 줄이는지 보여주었습니다. 비디오 첫 부분에서 로봇은 크리스티아누 호날두의 유명한 ‘Siu’ 세레머니를 수행하는 모습을 보여줍니다. 중요한 것은 이러한 동작들이 미리 프로그램된 루틴이 아니라는 점입니다. 대신 시스템은 인간의 시연을 통합된 로봇 정책으로 변환하여 휴머노이드가 사전 훈련 없이도 테스트 시 새로운 작업을 시도할 수 있도록 합니다. 이 시스템의 핵심은 BeyondMimic 프레임워크입니다. 이 모션 트래킹 시스템을 통해 휴머노이드는 긴 시퀀스로 기록된 인간 모션 캡처 데이터로부터 학습할 수 있습니다. 로봇은 엔지니어가 해당 작업을 수행하도록 프로그래밍하는 힘든 작업을 건너뛰고 몇 분 안에 인간의 행동을 마스터할 수 있습니다. BeyondMimic 프레임워크는 마르코프 결정 프로세스(MDP)와 하이퍼파라미터 세트를 사용하여 각 작업에 대한 미세 조정 없이 모든 동작을 처리합니다. 즉, 로봇은 단순히 한 단계 또는 점프를 복제하는 것이 아니라 원래 인간의 스타일, 타이밍 및 표현을 유지하면서 다양한 동작 간에 부드럽게 전환할 수 있습니다. 실제 로봇에 사용할 경우, BeyondMimic은 설정된 경로를 따르거나 조이스틱으로 제어하거나 장애물을 피하는 등 인간과 유사한 동작과 실제 로봇 제어를 원활하게 결합하여 다양한 작업을 처리할 수 있습니다. 손실 기반 확산은 BeyondMimic 프레임워크의 핵심 혁신 기술입니다. 이 접근 방식을 통해 휴머노이드 로봇은 간단하고 미분 가능한 비용 함수를 사용하여 실시간 동작에 적응할 수 있습니다. 로봇의 움직임은 순간순간 안내되어 정확성과 유연성을 보장합니다. 다양한 모션 트래커의 통합 정책을 통해 휴머노이드는 무술 발차기부터 댄스 스핀까지 필요에 따라 동적 기동을 처리할 수 있습니다. BeyondMimic의 구현은 휴머노이드가 부드러운 동작을 수행할 뿐만 아니라 균형과 안정성을 동일하게 유지하도록 보장합니다. 전체 교육 파이프라인은 오픈 소스이며 재현 가능하므로 연구원과 개발자가 추가로 구축할 수 있는 기반을 제공합니다. 프레임워크의 균형과 안정성은 간병에서 재활 및 교육, 인터랙티브 엔터테인먼트에 이르기까지 다양한 애플리케이션에서 사용할 수 있는 기반을 마련하는 데 중요합니다. 휴머노이드 로봇은 민첩성과 탄력성이 필요한 환경에서 작업을 수행할 수 있습니다. 휴머노이드 로봇이 특정 작업에서 인간을 대체하는 것은 전 세계 연구원과 엔지니어들의 오랜 꿈입니다. BeyondMimic을 통해 그 비전은 일상 기술에 더 가까워지고 있습니다. 적응성, 표현력 있는 움직임, 오픈 소스 접근성의 조합은 인간과 기계를 더 가깝게 연결하려는 지속적인 탐구에서 한 걸음 나아가겠다는 약속입니다.
편집자 노트¶
이번 연구는 단순히 로봇의 동작 능력 향상을 넘어, 인간과 로봇의 상호작용 방식을 근본적으로 변화시킬 가능성을 제시합니다. BeyondMimic과 같은 기술은 로봇이 인간의 복잡한 행동을 더욱 잘 이해하고 모방하게 함으로써, 가정, 병원, 산업 현장 등 다양한 환경에서 인간을 돕는 진정한 파트너로 발전할 수 있도록 도울 것입니다. 특히, 오픈소스라는 점은 이 기술의 파급력을 더욱 크게 합니다. 더 많은 연구자와 개발자들이 BeyondMimic을 활용하여 새로운 응용 프로그램을 개발하고, 로봇 기술의 발전 속도를 가속화할 수 있기 때문입니다. 앞으로 BeyondMimic 기반의 로봇들이 우리 일상생활에 어떤 변화를 가져올지 기대됩니다.