대구경북과학기술원 박경준 전기전자컴퓨터공학과·피지컬AI센터 교수 연구진이 인간 사회의 정보전파와 소멸 매커니즘을 활용해 다중 자율주행로봇의 운행 성능을 개선하는 첨단 피지컬AI 기술을 선보였다고 22일 발표했다. 해당 기술은 물류창고, 제조공장 등 산업현장에서 로봇의 작업 생산성 향상에 핵심적 역할을 할 것으로 전망된다.

현재 산업현장에서 운용 중인 자율이동로봇들은 포크리프트, 운반장비, 급작스럽게 적재된 물품 등 예상치 못한 방해요소들로 인해 경로 차단 상황에 빈번히 직면한다. 기존 로봇들은 즉각적인 상황 대응에만 집중해 경로를 변경하는 방식으로 작동했기 때문에, 비효율적인 우회로와 지연현상이 반복되며 전체적인 작업 효율성이 하락하는 문제점을 보였다.

연구진은 이러한 문제점 해결을 위해 인간 공동체에서 나타나는 특별한 패턴을 로봇 시스템에 도입했다. 특정 사안이나 화제가 신속하게 전파된 후 시간 경과와 함께 점차 사라지는 사회현상을 관찰하고, 이를 수학적 모형으로 구현해 로봇군 지능시스템에 접목시켰다. 결과적으로 로봇들은 유용하지 않은 데이터는 자동으로 삭제하고 핵심적인 정보만을 신속히 전달받아 협조적 운행을 수행할 수 있게 되었다.

물류센터 환경을 재현한 가제보 시뮬레이션을 통한 검증 실험에서, 새롭게 개발된 기술을 탑재한 로봇은 기존 ROS 2 내비게이션 방식과 비교해 업무처리량이 최대 18% 증가했으며, 평균 운행소요시간은 최대 30.1% 단축되는 성과를 나타냈다.

이번 기술의 또 다른 장점은 현장 적용의 용이성이다. 별도의 추가 센서 설치 없이 2D 라이다 센서만으로 구현 가능하며, ROS 2 내비게이션 스택과 연동되는 플러그인 구조로 설계되어 있다. 따라서 복잡한 추가 설비 없이도 현재 운용 중인 자율주행 시스템에 즉시 적용할 수 있어, 드론 편대, 무인차량, 물류로봇 등 다양한 산업분야에서의 활용이 기대된다. 특히 지능형도시 교통제어나 대규모 탐색·구난 작업 현장에서 협력형 자율주행 체계 구축에 상당한 기여를 할 것으로 예상된다.

박경준 교수는 "불필요한 데이터를 소거하고 핵심 정보만을 보존해 효과적으로 동작하는 사회적 메커니즘을 모델링했다"며 "이번 연구성과는 피지컬AI가 인간의 사고과정을 모방해 발전해가는 과정을 실증한다는 점에서 중요한 의미를 갖는다"고 언급했다.

이번 연구에는 DGIST 채지영·이상훈 석박사 통합과정 학생들이 제1저자로 참여했으며, 과학기술정보통신부 AI 스타펠로우십 과제 지원으로 진행됐다. 연구결과는 JCR 산업공학 분야 상위 2% 국제학술지인 '산업정보통합저널'에 온라인 게재됐다.