KIST, 다수 로봇 효율적 분업 새 알고리즘 개발

기존 알고리즘 보다 협업 효율성 두 배 높아

KIST 남창주 박사팀에서 개발한 알고리즘 모식도.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 지능로봇연구단 남창주 박사가 다수 로봇이 최소한의 데이터 교환을 통해 효율적으로 분업, 많은 일을 신속히 완수할 수 있게 임무를 할당하는 알고리즘을 개발했다고 1일 밝혔다.

아마존 등 글로벌 유통기업 창고에는 물류 로봇 수백 대가 쉼 없이 움직이며 주문받은 상품들을 택배 포장대로 운반한다.

수백, 수천 개 상품을 가져오는 작업을 로봇에게 적절히 분배하는 일은 전체 시스템의 효율성에 큰 영향을 미친다.

창고 내 로봇뿐만 아니라 드론이나 자율주행 로봇을 통한 물류배송, 자율주행 택시 배차, 재난지역의 조난자 수색작업, 광범위한 지역의 보안 및 감시 등의 응용 분야에서 다수 로봇에게 효율적으로 임무를 할당하는 일은 필수적이다.

최근 중앙 시스템 없이 각 로봇이 스스로 판단하고 작업을 수행하도록 하는 연구가 활발히 진행되고 있지만 현장에서 사용하기에는 구현과 최적화가 어렵다. 따라서 중앙에서 모든 연산을 처리하고 로봇에게 명령을 내리는 중앙 집중식 시스템이 선호되고 있다.

하지만 이 방식은 중앙 시스템이 환경에서 변화가 발생할 때마다 모든 로봇에서 정보를 수집해 매번 새롭게 의사결정을 내려야 한다. 이 때문에 로봇이 넓은 지역에 흩어져 있거나 무선 통신이 원활하지 않을 때, 상황 변화에 즉각적으로 대처하지 못하는 단점이 있다.

KIST 남창주 박사는 구현과 관리가 쉬운 중앙 시스템 구조를 유지하면서도 변화에 신속히 대응해 다수의 로봇에게 효율적으로 임무를 할당하는 알고리즘을 개발했다.

이 알고리즘은 로봇이 획득한 정보를 중앙 서버가 수집하는 과정을 최소화하거나 생략할 수 있도록 했다. 이를 통해, 로봇이 협업하기 위해 통신에 들이는 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있다. 줄어든 통신량에도 협업 효율성은 기존 대비 효율을 약 2배 이상 증가했다고 남 박사는 설명했다.

KIST 연구진이 개발한 알고리즘을 통해 로봇들은 변화하는 상황 속에서도 중앙 서버와 통신 없이, 또는 최소한의 데이터 교환을 통해 더욱 신속히 다수의 작업을 마칠 수 있다. 이를 통해, 통신 네트워크 확장 및 보강 없이도 동시에 운용할 수 있는 로봇 수를 크게 늘릴 수 있을 것으로 기대된다.

남창주 박사는 "미래에는 여러 로봇이 상호 작용하며 주어진 작업을 수행하게 될 것”이라며 “이번 연구의 이론적 성과는 향후 다양한 응용 분야에서 로봇 간 협업의 효율성을 극대화, 더 큰 시너지를 만들어 낼 것으로 생각한다"고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요 사업과 미국 과학재단 지원으로 수행되었다.

연구결과는 로봇 분야 최고 권위 학술지인 IEEE Transactions on Robotics(IF: 6.48, JCR 분야 상위: 5.77%) 최신호에 온라인으로 게재되었다.

출처 : http://www.zdnet.co.kr/view/?no=20191001090442