"저기 소파 옆에 있는 빨간책 갖다줘"…로봇이 이해할까

(광주=뉴스1) 조영석 기자 = 광주과학기술원(GIST)은 AI융합학과 김의환 교수 연구팀이 사람이 문장으로 설명한 물체를 3D 공간 속에서 이해하고 정확히 찾아내는 '인공지능(AI) 로봇 내비게이션 기술(Context-Nav)'를 개발했다고 2일 밝혔다.

이 기술은 물체의 색과 모양 같은 물리적 특징을 포함해 다른 사물과의 상대적인 위치까지 함께 분석할 수 있어 다양한 서비스 로봇 분야로의 확장 가능성을 보여준다.

기존 연구에서는 로봇이 사람이 길게 설명하면서 제공하는 △주변 사물과의 위치 △상대적 방향·배치 △상황적 단서 등 문장 속 맥락을 충분히 반영하지 못하는 한계가 있다.

특히 공간 관계(왼쪽·오른쪽·앞·뒤)는 관찰자의 시점이나 위치에 따라 달라지기 때문에 기존 방법에서는 로봇이 실제 목표 물체가 아닌 잘못된 후보를 목표로 오인할 가능성이 높다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해, 사람이 제공하는 긴 문장 설명 전체를 로봇의 탐색 과정에 활용, 목표 물체의 특징과 주변 사물 간 3차원 공간 관계를 함께 이해하도록 하는 방법을 제시했다.

예를 들어 사람이 "거실 소파 옆 테이블 위에 있는 빨간책을 찾아줘"라고 설명하면, 로봇은 이 문장을 단순한 물체 정보가 아니라 3차원 공간 속 위치 정보로 해석한다.

연구팀의 기술은 로봇이 사물과의 관계, 색, 모양 등 세부적인 속성이 포함된 긴 문장의 이해도를 평가하는 '목표 찾기 시험(CoIN‑Bench)'에서도 높은 성과를 나타냈다.

로봇이 목표를 찾는 최적 행동을 반복적인 시도와 실패를 통해 스스로 배우게 되는 기존의 일반적인 강화학습과 달리 연구팀의 기술은 추가 학습 없이도 20.3%의 성공률을 기록, 기존 강화학습 기반 방법(8.9%) 대비 약 2.3배 높은 성능을 달성했다.

김의환 교수는 "이번 연구는 특정 과제에 맞춘 별도의 학습이나 조정 없이 새로운 공간이나 처음 보는 물체에 대한 설명에도 바로 적용이 가능하다"며 "향후 실내 서비스 로봇과 지능형 로봇 시스템의 실제 활용 가능성을 높이는 핵심 기반 기술이 될 것"이라고 기대했다.

김 교수가 지도하고 장원식 석박통합과정생이 수행한 이번 연구 결과는 국제 학술 서버 'arXiv'에 3월 18일 사전 공개됐다.

기술이전 관련 협의는 기술사업화실을 통해 진행할 수 있다.

kanjoys@news1.kr