연구

인지, 학습, 시뮬레이션, 매니퓰레이션 분야의 응용 연구를 통해 통제된 시연 환경 밖에서도 안정적으로 작동하는 로봇을 지향합니다.

이 페이지에 소개된 분야는 Axinome의 중점 연구 분야로, 저희가 탐구하고자 하는 연구 질문과 접근 방법을 설명합니다. 완료된 연구 성과를 기록한 것이 아닙니다.

로봇 인지 및 자율주행

연구 범위: 센서 융합, 환경 인식, 위치 추정, 지도 작성, 경로 주행 및 작업 수행

연구 질문센서 잡음과 환경 변화, 미확인 영역이 존재하는 상황에서 로봇이 주변 환경에 대한 정확하고 활용 가능한 모델을 어떻게 유지할 수 있는가?

중요성
현장에 투입된 이동 로봇의 고장은 대부분 위치나 주변 환경을 잘못 추정하는 데서 시작됩니다. 신뢰할 수 있는 인지 기술이 있어야 로봇이 상시 감독 없이 이동하고 작업할 수 있습니다.
접근 방법
카메라, 깊이 센서, 라이다, 관성 측정 데이터를 융합하고, 측정 가능한 기준값과 비교하여 추정 기법을 평가하며, 인지 오차가 경로 계획과 작업 수행에 어떤 영향을 미치는지 분석합니다.
목표로 하는 진전
위치 추정 누적 오차 감소, 변화하는 환경에서의 주행 실패 감소, 그리고 일부 센서를 잃더라도 예측 가능한 방식으로 성능이 저하되는 시스템.
렌즈가 보이도록 정면에서 본 Intel RealSense D435i 깊이 카메라의 시뮬레이션 렌더링.
시뮬레이션 렌더링 Axinome이 통합하는 센서의 예시인 Intel RealSense D435i 깊이 카메라. Axinome이 제작한 시뮬레이션 렌더링입니다.

로봇 학습 및 피지컬 AI

연구 범위: 시연 기반 학습, 강화학습, 체화된(embodied) 의사결정, 학습된 행동의 평가

연구 질문학습된 행동은 어느 수준에 이르러야 실제 물리적 작업에 신뢰하고 적용할 수 있으며, 이를 단 한 번의 성공 시연이 아닌 근거로 어떻게 입증할 수 있는가?

중요성
학습 기반 방법은 사람이 직접 프로그래밍하기 어려운 동작과 판단을 만들어 낼 수 있습니다. 그러나 실패 양상을 예측하기 어렵기 때문에 학습만큼 평가가 중요합니다.
접근 방법
학습된 구성 요소를 전체 시스템의 일부로 다룹니다. 정의된 과업을 기준으로 학습시키고, 기존 방식의 기준선과 비교하며, 반복 시험과 다양한 조건에서 검증합니다.
목표로 하는 진전
성공률이 측정되고 실패 유형이 파악되었으며, 사용해서는 안 되는 조건이 명확히 정의된 학습 행동.

시뮬레이션 및 실제 하드웨어로의 전이

연구 범위: 시뮬레이션 환경, 합성 데이터, 시나리오 기반 시험, 시뮬레이션 결과의 실제 로봇 전이성 평가

연구 질문시뮬레이션에서 얻은 결과 중 어떤 것을 실제 로봇에서도 신뢰할 수 있으며, 그 차이를 측정할 수 있도록 시뮬레이션을 어떻게 구성해야 하는가?

중요성
시뮬레이션을 활용하면 수천 가지 상황을 안전하고 경제적으로 시험할 수 있습니다. 다만 그 가치는 로봇과 환경 모델이 현실과 어디에서 어긋나는지 알고 있을 때에만 성립합니다.
접근 방법
시뮬레이션과 실제 하드웨어에서 동일한 소프트웨어 인터페이스를 사용하고, 물리 파라미터를 의도적으로 변화시키며, 동일한 과업에 대해 시뮬레이션 시험과 실물 시험을 짝지어 비교합니다.
목표로 하는 진전
과업별로 문서화된 시뮬레이션-실물 간 성능 차이, 그리고 하드웨어 시험 이전에 문제를 걸러내는 시험 시나리오.

매니퓰레이션 및 인간-로봇 상호작용

연구 범위: 물체 조작, 작업 계획, 운용자 인터페이스, 사람의 감독하에 이루어지는 로봇과의 상호작용

연구 질문로봇이 다양한 물체와 여러 단계로 이루어진 작업을 다루면서, 이를 감독하는 사람에게 자신의 동작을 명확히 보여 주고 쉽게 개입할 수 있도록 하려면 어떻게 해야 하는가?

중요성
실제로 유용한 물리적 작업에는 대개 물체를 집고, 놓고, 조정하는 동작이 포함되며, 사람 가까이에서 이루어지는 경우가 많습니다. 운용자는 전문 지식 없이도 로봇을 이해하고 바로잡을 수 있어야 합니다.
접근 방법
파지 및 배치 전략, 작업 순서 계획과 오류 복구, 그리고 로봇의 상태와 의도를 보여 주고 모든 개입을 기록하는 운용자 인터페이스를 연구합니다.
목표로 하는 진전
물체가 달라져도 높은 작업 완료율, 더 적고 짧은 개입, 그리고 각 시험에서 무슨 일이 있었는지 설명해 주는 상호작용 기록.
테스트용 물체가 놓인 실험 테이블 위의 ROBOTIS OMY 협동로봇 팔 시뮬레이션 렌더링.
시뮬레이션 렌더링 예시용 테이블 작업 셀의 ROBOTIS OMY 협동로봇 팔. Axinome이 제작한 시뮬레이션 렌더링이며, Axinome 시설을 촬영한 사진이 아닙니다.

연구 분야 간의 연결

네 가지 분야는 하나의 시스템을 공유합니다. 인지는 경로 계획과 학습 정책이 활용하는 상태 정보를 제공합니다. 시뮬레이션은 학습 행동을 훈련하고, 인지와 계획을 다양한 시나리오에서 시험하는 공간입니다. 매니퓰레이션과 상호작용은 통합된 시스템이 실제 물체와 사람을 마주하는 지점입니다.

시뮬레이션과 하드웨어에서 동일한 소프트웨어가 실행되기 때문에, 한 분야에서 얻은 결과를 다른 분야에서 교차 검증할 수 있습니다.

Axinome 연구개발에서 하드웨어, 소프트웨어, 시뮬레이션, 평가의 관계로봇 소프트웨어는 실제 로봇과 시뮬레이션 사이에 위치하며, 양쪽에 동일한 인터페이스를 사용합니다. 하드웨어 시험과 시뮬레이션 시나리오에서 얻은 데이터가 평가로 이어지고, 평가 결과는 다시 소프트웨어 개선에 반영됩니다.로봇 하드웨어구동기 및 센서온보드 컴퓨팅로봇 소프트웨어인지 및 계획제어 및 학습 정책시뮬레이션로봇 및 환경 모델시나리오 및 합성 데이터평가지표 및 시험 기록기준선 대비 비교SDK 및ROS 2인터페이스동일한인터페이스시험 데이터시나리오 결과평가 결과를소프트웨어 개선에반영Axinome 연구개발에서 하드웨어, 소프트웨어, 시뮬레이션, 평가의 관계로봇 소프트웨어는 실제 로봇과 시뮬레이션 사이에 위치하며, 양쪽에 동일한 인터페이스를 사용합니다. 하드웨어 시험과 시뮬레이션 시나리오에서 얻은 데이터가 평가로 이어지고, 평가 결과는 다시 소프트웨어 개선에 반영됩니다.로봇 하드웨어구동기 및 센서온보드 컴퓨팅로봇 소프트웨어인지 및 계획제어 및 학습 정책시뮬레이션로봇 및 환경 모델시나리오 및 합성 데이터평가지표 및 시험 기록기준선 대비 비교SDK 및 ROS 2 인터페이스동일한 인터페이스시험 데이터 · 시나리오 결과평가 결과를소프트웨어 개선에반영
일러스트레이션 Axinome 연구개발에서 하드웨어, 소프트웨어, 시뮬레이션, 평가의 관계

시뮬레이션과 하드웨어 간 격차의 측정

시뮬레이션은 어디까지 신뢰할 수 있는지 알 때에만 유용합니다. 동일한 과업을 동일한 소프트웨어로 시뮬레이션과 실제 로봇에서 각각 수행하는 짝지은 시험을 진행하고, 그 차이를 측정하고 줄여야 할 대상으로 다룹니다.

시뮬레이션 시험과 실물 시험의 비교동일한 과업을 동일한 소프트웨어 인터페이스로 시뮬레이션과 실제 하드웨어에서 각각 수행합니다. 두 결과를 비교하여 전이 격차를 측정하고, 이를 바탕으로 시뮬레이션 모델과 소프트웨어를 개선합니다.동일한 소프트웨어 및인터페이스시뮬레이션 시험실물 시험측정된 전이 격차모델 및소프트웨어 개선
일러스트레이션 시뮬레이션 시험과 실물 시험의 비교

적용 분야

연구 분야는 실제 활용을 염두에 두고 선정했습니다. 아래는 잠재적 적용 분야로, 각 분야의 운영상 문제, 연구 과제, 그리고 저희가 취할 엔지니어링 접근 방식을 설명합니다. 완료된 고객 프로젝트로 소개하는 것은 없습니다.

잠재적 적용 분야

제조 및 자재 취급

운영상 문제
제품 구성이 다양하고 공정 배치가 자주 바뀌는 현장에서는 여전히 공정 간 부품과 자재 이동을 사람이 담당하고 있습니다.
연구 과제
다양한 물체를 안정적으로 다루고, 라인을 멈추지 않고 작은 오류에서 스스로 복구하는 것.
제안 접근 방식
인지 기반 파지, 작업 단위의 오류 복구, 작업 완료율 측정을 결합한 모바일 매니퓰레이션.

잠재적 적용 분야

인프라 점검 및 상태 모니터링

운영상 문제
플랜트, 터널, 유틸리티 시설은 반복적이고 때로는 위험한 정기 순회 점검을 필요로 합니다.
연구 과제
매 순회마다 일관되고 비교 가능한 데이터를 수집하고, 단일 측정값이 아닌 변화를 감지하는 것.
제안 접근 방식
보행 또는 바퀴형 플랫폼의 반복 가능한 임무 경로, 캘리브레이션된 점검 페이로드, 순회 간 데이터를 비교하는 데이터 파이프라인.

잠재적 적용 분야

물류창고 주행 및 물류

운영상 문제
물류창고는 매일 달라집니다. 통로가 막히고 팔레트가 옮겨지며, 사람과 장비가 같은 공간을 공유합니다.
연구 과제
동적이고 부분적으로 알려지지 않은 공간에서 안전하게 주행하고, 여러 대의 로봇을 조율하는 것.
제안 접근 방식
배치 변화에 강인한 위치 추정 및 경로 계획, 그리고 다중 로봇 차원의 작업 할당과 통행 규칙.

잠재적 적용 분야

위험 환경 관측

운영상 문제
일부 현장은 사람이 일상적인 관측을 위해 진입하기에 위험하거나 현실적으로 어렵습니다.
연구 과제
통신이 제한되고 센서 성능이 저하된 조건에서도 원격 운용자가 통제권을 유지하며 운용하는 것.
제안 접근 방식
원격 조종으로 전환 가능한 감독형 자율 운용, 견고한 텔레메트리, 자율 동작에 대한 명확한 제한.

잠재적 적용 분야

연구 및 교육용 플랫폼

운영상 문제
연구실과 교육 기관에는 학생과 연구자가 직접 프로그래밍하고 시험하며 비교할 수 있는 로봇이 필요합니다.
연구 과제
성능이 우수한 로봇을 잘 문서화되고 반복 가능한 실험 환경으로 만드는 것.
제안 접근 방식
선정된 플랫폼을 중심으로 소프트웨어 환경, 대응 시뮬레이션, 예제 과업, 평가 스크립트를 구축.

관련된 연구 과제가 있으신가요?

실제 하드웨어에서 연구 질문을 검증할 수 있는 공동 프로젝트에 관심이 있습니다.