다림질 귀찮으시죠? 이제 머신 러닝 로봇이 대신 해 드립니다
외출 직전 옷을 허겁지겁 입다가 구김 때문에 어쩔 수 없이 다시 다림질을 했던 경험, 다들 있으시죠? 화장실 청소나 반려견 배설물 처리처럼 불쾌한 일은 아니지만, 다림질은 정말 귀찮은 집안일 중 하나입니다. 그래서 사람들은 동화 속에 나오는 우렁각시와 같은 존재를 찾곤 하는데요. 오늘은 다림질을 하는 머신 러닝 로봇을 소개해드리고자 합니다.
머신 러닝 다림질 로봇의 등장
컬럼비아 대학 연구원들이 개발한 머신 러닝 다림질 로봇은 셔츠, 치마 등을 다리는 기능이 있습니다. 사실, 로봇은 커피잔이나 컴퓨터 부품과 같이 단단한 물체는 쉽게 다룰 수 있지만 옷과 같이 부드럽고 신축성이 있는 물체, 즉 모양이 변하는 물체를 집으면 당황하는데요.
“로봇 다림질은 상당히 어려운 작업입니다.”
IEEE 국제 자동로봇회의(IEEE International Conference on Robotics)에서 발표될 예정인 머신 러닝 다림질 로봇 논문의 주요 필자인 인샤오 리(Yinxiao Li) 컬럼비아 대학 컴퓨터공학 박사의 의견입니다.
연구원들은 로봇이 직접 다림질을 할 수 있게 하기 위해 수많은 시도를 하였는데요, 우선 옷의 종류별로 세탁 작업을 시뮬레이션 했습니다. 시뮬레이션 데이터를 충분히 확보한 후, 이를 로봇 훈련에 사용했다고 하는데요, 컬럼비아 대학 연구원들은 3년 동안 자동 다림질 경로를 구축하였고, GPU 가속 머신 러닝을 통해 로봇에게 단계별 훈련을 실시했습니다. 옷 집어 들기, 인식하기, 다림질 대에 펼치기, 접기 등의 학습이 이루어졌습니다.
머신 러닝 다림질 로봇을 구체화 한 GPU
첫 단계로, 다림질 로봇은 셔츠와 같은 옷을 다림질하기 위해, 어느 지점에 놓여 있든 우선 그 옷을 집어 듭니다. 그리고 옷을 360도 회전시키며 마이크로소프트 엑스박스 키넥트(Xbox Kinect) 센서에 노출시킵니다. 이 과정에서 다림질 로봇은 센서를 통해 옷의 모양과 색깔을 포착합니다. 그리고 해당 정보를 활용하여 디지털 재구성 이미지를 만들죠.
연구원들은 GPU를 이용하여 시뮬레이션, 훈련, 재구성 과정에 박차를 가했습니다. 리 박사는 프로젝트에서 GPU의 기능을 다음과 같이 평하였습니다.
“GPU는 실시간 결과를 제공합니다. GPU 덕분에 옷을 회전시키는 동시에 재구성 작업을 할 수 있게 되었죠.“
그 다음 단계로, 로봇은 재구성된 결과물과 시뮬레이션을 매치 시켜 자신이 들고 있는 옷이 ‘셔츠’라고 인식한 후 다림질 전 셔츠를 놓아야 하는 위치를 가늠합니다. 또한 남아있는 주름을 감지하기 위해 센서를 추가적으로 작동시킴과 동시에 옷을 놓고 접을 위치를 판단합니다.