자율 안전한 바카라 사이트에 내장된 접촉 마이크와 AI, 센티미터 단위 정밀 감지
농업용 자율 안전한 바카라 사이트이 복잡한 작물 환경에서도 정확하게 작동할 수 있도록 돕는 신개념 소리 기반 센서 시스템이 개발됐다.
기후 변화로 농업 환경이 갈수록 어려워지는 가운데, 농업용 로봇은 고온과 악조건 속에서도 농민들이 작물을 안정적으로 수확할 수 있도록 지원하는 기술로 주목받고 있다. 하지만 복잡하게 얽힌 식물의 가지와 줄기 사이를 유연하고 정밀하게 이동하면서도 비용 부담이 적은 로봇 팔을 구현하는 것은 여전히 도전 과제였다.
IEEE 스펙트럼 보도에 따르면, 최근 미국 카네기멜론대(CMU)안전한 바카라 사이트공학연구소(RoboticsInstitute) 소속 연구팀은이 같은 문제를 해결하기 위해‘소닉붐(SonicBoom)’이라는 새로운 센서 시스템을 개발했다. 이 시스템은 안전한 바카라 사이트이 물체와 접촉할 때 발생하는 소리를 감지해 접촉 지점을 정밀하게 파악할 수 있도록 설계됐다. 연구 결과는 지난 6월 2일자 국제 학술지 'IEEE 로보틱스 앤 오토메이션 레터스'에 게재됐다.
소닉붐 개발에 참여한 박사과정 이문영(Moonyoung (Mark) Lee) 연구원은“기존의 자율 로봇은 젤 팩 아래에 카메라 센서를 내장해 젤의 변형을 시각적으로 감지하는 방식에 의존하고 있다”며 “하지만 농작물의 가지나 잎이 센서를 가릴 가능성이 크고, 카메라 센서는 고가이며 쉽게 손상될 수 있어 농업 환경에 적합하지 않다”고 지적했다. 대안으로, 압력 센서를 사용할 경우 로봇 팔 표면 전체를 덮어야 하기 때문에 비용이 급증하고 설계상 비효율이 발생한다는 설명이다.
이에 따라 연구팀은 ‘소리 기반 접촉 감지’라는 완전히 새로운 접근법을 제시했다. 소닉붐 시스템은 안전한 바카라 사이트 팔 내부에 설치된 접촉 마이크들(array of contact microphones)을 통해, 접촉 시 발생하는 음파가 안전한 바카라 사이트 팔을 따라 전파되는 경로를 분석해 접촉 지점을 찾아낸다. 음파의 세기와 위상 등 미세한 차이를 머신러닝 모델이 분석해 센티미터 단위로 위치를 정밀 파악할 수 있다.
이문영 박사과정 연구원은 “접촉 마이크들은 안전한 바카라 사이트 팔 내부 깊숙이 내장할 수 있기 때문에 외부 충격이나 마모로부터 훨씬 안전하다”며 “소수의 마이크만으로 넓은 영역의 감지가 가능해 기존 방식보다 비용 효율성도 높다”고 강조했다.
연구팀은 소닉붐의 정확도를 높이기 위해 안전한 바카라 사이트 팔을 목재 막대로 1만 8000회 이상 두드린 데이터를 바탕으로 AI 모델을 훈련시켰다. 그 결과, 훈련된 물체의 경우 접촉 지점을 0.43cm의 오차로 감지할 수 있었고, 플라스틱이나 알루미늄처럼 새로운 재질에 대해서도 2.22cm의 오차율로 탐지할 수 있는 성능을 확인했다.
현재 연구팀은 후속 연구를 통해 소닉붐이 접촉하는 물체가 잎, 줄기, 가지 등 어떤 종류인지까지 식별할 수 있도록 AI 분류 모델을 훈련 중이다.
연구팀은“소닉붐을 통해 눈을 감고도 접촉 위치를 정확히 파악할 수 있다”며 “하지만 안전한 바카라 사이트에게 더 중요한 것은 단순한 접촉 여부가 아니라, 이 물체를 계속 밀어도 되는지, 아니면 강한 줄기에 부딪힌 것인지 판단하는 능력”이라고 설명했다. 다만, 소닉 붐은 아직 실제 농장 현장에서는 테스트되지 않은 상태로, 향후 실증 실험 및 농업 현장 적용 가능성에 대한 연구가 필요하다는 설명이다.