중국과학원 원사 딩한: 휴머노이드 로봇 - 로봇과 인공지능의 결합이 가져온 획기적인 성과

산업 제조업은 국가 경제의 중요한 기둥이며, 개발과 업그레이드를 달성하는 핵심 도구입니다. 2002년 초, 중국 공산당 제16차 전국대표대회에서는 정보화를 이용하여 공업화를 추진하고, 공업화를 이용하여 정보화를 촉진하는 것을 고수하며, 기술 함량이 높고 경제적 효익이 좋으며, 자원 소모가 적고, 환경 오염이 적으며, 인적 자원의 장점을 충분히 활용하는 새로운 공업화의 길을 개척할 것을 제안했습니다. 그 이후로 "신산업화"는 정부 문서에서 자주 등장하는 단어가 되었습니다.

2015년에 발표된 "중국제조 2025"에서는 정보화와 산업화의 심층적 융합을 추진하고, 첨단 CNC 공작기계, 산업용 로봇, 적층 제조 장비, 지능형 생산 라인의 개발을 중점적으로 제시했습니다.

지난 10년 동안 중국의 제조업은 '중국산'에서 '중국 스마트 제조'로의 전환을 시작했습니다. 요즘 국내 기업에서는 스마트 장비, 스마트 생산 라인, 스마트 작업장, 스마트 공장이 널리 활용되고 홍보되고 있습니다. 품질과 효율성 향상부터 에너지 절약과 탄소 감축까지, 정보 기술, 자동화 기술, 인공지능 기술이 기존 제조업에 미치는 영향은 모든 곳에 반영됩니다.

지능형 제조의 핵심 기술 중 하나인 로봇은 새로운 소재, 스마트 센서, 인공지능 등의 신기술을 통합합니다. 그들은 제조 과정에 직접 참여하여 위험하거나 반복적인 작업을 완료하기 위해 수동 노동을 대체할 수 있습니다. 로봇은 중국 제조업의 디지털 전환을 촉진하는 중요한 원동력이 되었습니다.

"로봇은 지능형 제조의 핵심이며, 지능형 제조의 궁극적인 목표는 인간과 기계의 통합입니다."중국과학원 원사인 딩한은 최근 화동사범대학 상하이 인공지능 및 금융 연구소의 첫 번째 연례 학술대회에 참석하여 로봇의 발전 추세에 대한 자신의 분석을 공유했습니다. 그는 제안했다"로봇은 어디에서나 제조가 가능하도록 해줍니다."

HyperAI는 지능형 제조 분야에서 쌓은 심층적인 지식과 산업용 로봇, 휴머노이드 로봇과 같은 연구 분야에 대한 그의 독특한 통찰력을 더 잘 이해하기 위해 딩 한 학자와 심층 인터뷰를 할 수 있는 행운을 얻었습니다.

로봇은 인공지능 기술의 중요한 발판입니다.

제1차 산업혁명은 기계가 인간과 동물의 힘을 대체한 혁명으로, 인간 사회 발전에 중요한 이정표가 되었습니다. 제2차 산업혁명은 전기의 대규모 도입으로 공장의 설립과 중앙집중적 산업 생산이 촉진되었습니다. 노동 분업이 심화됨에 따라 전문 기술의 중요성도 점점 더 두드러지게 되었습니다.

제3차 산업혁명, 즉 정보기술혁명은 컴퓨터, 디지털 통신, 인터넷 등의 기술혁신을 중심으로 이루어졌으며, 생산 효율성의 향상을 가속화했습니다.산업용 로봇이 탄생한 것도 이 시기에 이루어졌습니다. 1959년, 미국인 잉게보그와 데볼은 세계 최초의 산업용 로봇 "유니메이트"를 개발하여 제너럴 모터스의 다이캐스팅 공장 생산 라인에 투입하여 로봇을 환상 속에서 현실로 만들었습니다.

그러나 1950년대의 로봇은 주로 기계팔의 형태로 단순 반복적 동작을 수행했으며, 아직 '인간'이라는 개념이 형성되지 않았습니다. 당시, 프로그래밍이 가능한 로봇 팔은 프로그램에 따라 단일 유형의 작업의 기본 작업만 완료할 수 있었습니다. 지난 10년 동안 사물 인터넷과 시각 센서 등 기반 기술과 제품이 업그레이드되고 인공지능 기술이 적용되면서 기계는 산업 제조 환경에서 의사 결정 능력을 갖추게 되었고, 진정한 의미에서 "로봇"으로 나아가고 있습니다.

학자 정한(Ding Han)은 미래에는 전기기계 시스템과 생명 시스템이 깊이 통합되면서로봇의 개발 추세는 더 높은 환경 적응성과 자율성을 갖는 것입니다.인간형 로봇은 구조화되지 않은 환경에서 자율적인 결정을 내릴 것으로 예상되며, 인공 지능, 대형 모델 및 센서의 완벽한 통합은 로봇 기술에 더 큰 혁신과 획기적인 발전을 가져올 것입니다.

정한 학자는 "미래에는 로봇이 인공지능의 중요한 발판이 될 것"이라고 강조했다.그는 인공지능의 응용과 확장은 "사람을 돕고, 사람을 확장하고, 사람을 위해 봉사하는 것"에 초점을 맞춰야 하며, 기술의 진보를 통해 인간을 지루한 일에서 해방시켜 더욱 진보적이고 창의적인 활동에 참여할 수 있게 해야 한다고 믿습니다.그는 앞으로 10년은 로봇과 인공지능이 결합되어 폭발적으로 성장하는 시기가 될 것이라고 믿는다.

산업 제조 분야로 돌아와서 그는 "로봇은 지능형 제조의 팔다리"라고 믿고 있으며, 처음에는 부품과의 상호작용에서 시작하여 환경, 사람 및 다른 로봇과의 복잡한 상호작용으로 발전할 것이라고 생각합니다. 로봇 제조는 또한 전략적 분야의 핵심 부품을 효율적이고 고정밀로 가공하기 위한 새로운 아이디어를 제공할 것입니다.

인간형 로봇은 로봇 기술의 전형이자 정점입니다.

원래 로봇은 공장에서 섬세한 제조 작업을 수행할 수 없었고 정확도와 민감도가 공작 기계와 비교할 수 없었습니다. 하지만 기술의 발전으로 로봇은 산업 제조의 모습을 바꾸고 있습니다.

현재 많은 기업이 '다크 팩토리'를 추진하고 있습니다. 다크 팩토리는 완전히 무인화되어 기계에 의존해 자동으로 운영되는 스마트 팩토리를 말합니다. 그들은 산업용 로봇과 로봇 팔을 광범위하게 활용했지만, 주로 대규모 표준화된 처리 및 제조를 담당하며 사전 설정된 프로그램과 알고리즘에 따라 식별, 피드백 및 루프 작업을 수행합니다. 기존 로봇은 소량 생산이나 고도의 기술이 필요한 정밀 부품 가공 작업에 적합하지 않습니다.

이러한 과제에 대응하여 딩 한 학회 회원은 인간형 로봇과 능숙한 조작이 산업계에서 큰 잠재력과 가치를 지니고 있다고 믿습니다.인간형 로봇은 기계, 전기 제품, 재료, 감지, 제어, 인공지능 등 여러 학문이 교차하고 통합된 분야로, 로봇 기술의 통합자이자 최고 수준으로 국제적으로 인정받고 있습니다.

최근 들어 국내외 많은 기업들이 휴머노이드 로봇 분야에 투자하고 있습니다. 보스턴 다이내믹스가 유압 시스템을 사용하여 제작한 아틀라스는 유아에서 바람을 타고 걸을 수 있는 인간으로 진화하면서 사람들에게 로봇에 대한 이해를 끊임없이 새롭게 해주었습니다. 유압식 아틀라스는 "은퇴"했지만, 그는 인간형 로봇 개발의 기초를 마련했습니다.

테슬라 창립자 머스크는 2021년에 인간형 로봇 분야 진출을 발표했고, 2024년 초에는 테슬라 공장 내부를 걷는 2세대 옵티머스 프라임의 영상을 공개했습니다. 엔비디아의 창립자인 젠슨 황은 인간형 로봇이 산업계를 바꿀 것이라고 제안했으며, 올해의 GTC 컨퍼런스에서 엔비디아 GR00 플랫폼을 기반으로 한 인간형 로봇을 소개했습니다.

중국에서는 UBTECH가 2023년 말 자본시장에 성공적으로 진출하여 '인간형 로봇의 첫 주식'이 되었습니다. 화웨이를 떠난 "화웨이 천재 소년 지후이쥔"이 설립한 지위안 로보틱스도 2023년 8월에 최초의 범용 체현형 지능형 로봇 "익스페디션 A1"을 출시했습니다.

기본적으로 인간형 로봇은 인간형과 로봇의 두 부분으로 나눌 수 있습니다. "휴머노이드"는 인간의 두 발과 두 손으로 디자인된 외형을 의미하며, 인간이 일하는 방식에 더 가까운 형태로 다양한 작업을 완료할 수 있습니다. "로봇"은 정해진 프로그램을 실행하는 기계가 아니라, 특정한 의사결정 능력을 갖추고 사람처럼 생각할 수 있어야 합니다.

딩한 학자는 판단의식이 인간형 로봇의 파괴적 변화 중 하나라고 믿습니다.예를 들어, 과거에는 가정용 로봇(청소 로봇 등)이 사용자가 프로그램을 시작한 후에만 계획된 경로에 따라 청소를 진행했습니다. 하지만 판단 능력을 갖춘 로봇은 머신 비전과 스마트 센서를 기반으로 집이나 책상 위의 쓰레기나 어수선함을 감지하고 이를 적극적으로 정리하고 청소할 수 있습니다.

기술적인 측면에서, 딩한 학자는 혹독한 조건과 위험한 현장에서의 작업 요구를 충족시키기 위해 특수 환경에서 인간형 로봇의 적용을 가속화해야 한다고 제안했습니다.복잡한 환경에서 스스로를 제어하고, 빠르게 움직이고, 정확하게 인지하는 능력을 강화합니다.특수한 응용 시나리오에 맞춰 신뢰성 높은 인간형 로봇 솔루션을 만들어 보세요.

딩한 학자는 로봇 기술 문제를 해결하기로 결심했습니다.

3차 산업혁명 당시 기술적 자율성과 혁신 측면에서 우리나라와 서구 국가 사이에 일정한 격차가 있었다는 것은 부인할 수 없는 사실입니다. 하지만 최근 5G, 사물인터넷, AI 등의 기술이 발전하면서 국내 과학연구와 산업은 어떤 분야에서는 따라잡거나 심지어 앞서나갈 기회를 잡았습니다.

학자 Ding Han은 다음과 같이 믿습니다.우리나라의 가장 큰 장점 중 하나는 기술적 혁신을 이끌어낼 수 있는 풍부한 시나리오입니다.그는 우리나라가 현재 산업 변혁기를 겪고 있으며, 다양한 응용 시나리오가 등장하고 있다고 지적했습니다. 우리가 시나리오와 제조 업무에 집중한다면, 이는 우리나라의 관련 분야 기술 수준을 높이고 산업 발전에 실질적으로 기여할 수 있을 것입니다.

로봇 연구 분야에 처음 발을 들여놓은 학자 중 한 명인 딩 한 교수는 산업용 로봇이 어려움을 극복하고 획기적인 발전을 이루는 과정을 직접 목격했습니다.

1986년 초, 딩한은 스승의 지도를 받으며 로봇공학 분야 연구를 시작했습니다. 그와 그의 팀은 2001년부터 20개 이상의 산업용 로봇 운영 시스템을 개발했는데, 이는 용접, 조립, 팔레타이징, 기계 가공에 널리 사용됩니다.연구 성과인 "산업용 로봇 운영체계 핵심기술 연구, 개발 및 응용"은 국가과학기술진보상 2등을 수상하였습니다. 2005년부터 디지털 제조에 대한 기초 연구에 착수하여 디지털 제조 분야 제1차 국가중점기초연구개발사업(973사업)을 주관하고, 지속적인 지원을 받았습니다.

2012년경, 딩한은 로봇화 제조의 광범위한 전망을 예리하게 인지하고 로봇을 디지털 제조 기술과 통합하기 시작하여 로봇화 지능형 제조의 새로운 방향을 만들고 "철공작기계, 공작물 교환"에서 "철공작기계 교환"으로 제조 모델의 전환을 촉진했습니다.

2016년에는 국립자연과학재단의 주요 연구 프로젝트인 "포용 로봇 기초 이론 및 핵심 기술 연구"의 지도 전문가 그룹 리더를 맡아, 포용 로봇 기초 이론 및 핵심 기술 연구를 세계적으로 선도했습니다.

2017년에는 국가 중점 연구개발 프로젝트인 "대형 풍력 터빈 블레이드용 로봇 지능형 연삭 및 연마 기술 및 시스템"을 주관하였고, 그의 연구 성과인 "대형 부품용 다중 로봇 지능형 연삭 및 연마 기술"은 2018년 중국 지능형 제조 10대 과학기술 성과 중 하나로 선정되었습니다.

Ding Han은 핵심기술의 독자적 제어를 적극 추진하는 것 외에도 다음과 같은 점을 강조했습니다."우리는 사물을 두 부분으로 나누어야 합니다. 한편으로는 자율성과 통제력을 갖춰야 하며, 다른 한편으로는 기술 분야에서 글로벌 협력을 해야 합니다."

결론: 스마트 공작 기계와 인간형 로봇이 공장의 표준이 될 때

딩한 학자는 미래에 로봇의 적용 공간과 범위가 계속 확장될 것이라고 믿고 있습니다. 다양한 세부 분야가 있는 복잡한 산업 제조 산업에서 인공지능 알고리즘은 실시간 온라인 감지 및 측정의 가능성을 더욱 높일 것입니다. 특히 우리나라의 AI 칩과 센서가 획기적인 발전을 이루고 있기 때문입니다."공작기계가 스마트공작기계가 될 것이다".

동시에 그는 다음과 같이 예측했습니다.인간형 로봇이 공장에 들어갈 것이다.반복적이고 지루하며 건강에 해로운 작업을 인간으로 대체하여 인간이 더욱 가치 있고 의미 있는 작업에 집중할 수 있도록 합니다.