보스턴 다이내믹스가 아틀라스의 손가락 하나를 잘라내고 진보라고 불렀다

보스턴 다이내믹스는 10월 1일 아틀라스용 새 손을 공개했다. 손가락은 네 개이고 새끼손가락은 없으며, 자유도는 13개로 이전 그리퍼의 7개에서 늘어났다. 설계 목표는 인간의 손처럼 보이는 것이 아니라 공장에서 버티고 10만 개 단위로 제작할 수 있을 만큼 저렴해지는 것이었다.

그 절충이 이번 이야기의 핵심이다. 휴머노이드 제조사들은 수년간 인간형 손을 좇아왔고, 그 결과는 흔히 섬세하고 비싸며 수리하기 어려운 기구였다. 보스턴 다이내믹스는 반대 방향으로 갔다.

사라진 손가락은 어디에서 왔나

새끼손가락을 빼기로 한 결정은 비용 때문에 어쩔 수 없이 한 타협이 아니었다. 그것은 실험에서 나왔다. 최고기술책임자 잭 재코프스키는 팀원들에게 새끼손가락을 약지에 테이프로 붙이고 하루를 그렇게 보내라고 요청했다. 결론은 다섯 번째 손가락이 제 몫을 하지 못한다는 것이었다.

그 결론 뒤의 계산은 단순하다. 보스턴 다이내믹스의 로봇 행동 부문 디렉터인 알베르토 로드리게스에 따르면, 현재의 많은 손 설계는 신뢰성과 제조 용이성을 포기한다. 다섯 손가락 손은 자유도가 세 개 더 늘고, 액추에이터가 더 많아지고, 크기가 커지고, 비용이 더 들며, 고장 날 수 있는 지점도 더 많아진다. 공장 현장에서 반복적으로 유지보수하고 운용해야 하는 기계에게 그것은 나쁜 거래다.

대신 출시된 손은 엄지에 자유도 네 개를, 나머지 세 손가락 각각에 세 개를 준다. 이 배분은 작은 부품을 엄지에 대고 밀어 움직일 수 있는 집기, 물체가 계속 움직일 수 있게 하면서도 잡는 세 손가락 그립, 그리고 공구 손잡이를 감싸면서 한 손가락은 방아쇠를 누를 수 있게 남겨두는 동작을 지원한다. 손가락은 옆으로 벌릴 수도 있는데, 회사는 이것이 강화학습과 결합하면 인간의 손이 해내는 것을 훨씬 뛰어넘는 손재주를 열어젖힐 수 있다고 말한다.

관절에 내장된 액추에이터, 관절을 가로지르는 것은 없다

기계적 접근은 다이렉트 드라이브다. 하나의 액추에이터 유형을 전체에 사용하고, 각각을 관절에 장착하며, 관절 사이를 가로지르는 힘줄이나 케이블이 없다. 액추에이터는 밀폐되어 있고 전동 장치는 역구동이 가능해, 예상치 못한 힘이 기어박스를 망가뜨리는 대신 관절을 움직일 수 있다.

그 선택에는 두 가지 이득이 있다. 첫째는 견고함과 더 단순한 수리다. 이는 연구소로 돌려보내야 하는 손은 일하지 않는 손이라는 물류 및 제조 현장 배치에서 중요하다. 둘째는 고유수용감각이다. 역구동 가능한 관절은 관절 자체를 통해 접촉력을 보고할 수 있어, 컨트롤러가 전적으로 비전이나 별도의 센서 스킨에 의존하지 않고 무엇을 만졌는지에 대해 뭔가를 학습한다.

촉각 센서는 여전히 손끝과 손바닥에 있다. 이들은 접촉력을 모니터링하고 컨트롤러가 물체의 모양과 재질에 맞게 그립을 조정하도록 돕는다. 이 조합은 의도적이다. 고유수용감각은 손이 어디에 있는지 추정하고, 촉각 피드백은 손과 부품 사이의 경계면에서 무슨 일이 일어나는지 보고한다.

적재량과 공구 목록

보스턴 다이내믹스는 더 넓은 아틀라스 플랫폼이 순간 적재량 110파운드, 지속 적재량 66파운드로 평가된다고 말한다. 새 손은 100파운드가 넘는, 내용물이 든 미니 냉장고를 들 수 있다. 이는 어떤 환경에서든 안전한 운용을 일반적으로 보장하는 것이 아니라 보고된 능력치다.

공구 목록에서 산업적 의도가 드러난다. 이 손은 드릴, 전동 토크 드라이버, 그라인더, 네일건, 용접 토치의 손잡이를 잡고 그와 동시에 방아쇠를 조작하도록 설계됐다. 시연 영상에서 아틀라스는 드릴 비트를 척에 끼우고, 나무에 구멍을 뚫고, 손끝으로 작은 너트를 돌리고, 얇은 막대를 회전시키며, 한 손바닥에 골프공 두 개를 동시에 다룬다.

틀의 전환은 회사가 그 변화를 설명하는 방식에 있다. 이전 손은 다양한 물체를 잡도록 설계됐다. 새 손은 그것들을 조작하도록 설계됐다. 물체를 통제한 상태로 손바닥 안에서 방향을 바꾸는 것은 그것을 안정적으로 들고 있는 것보다 더 어려운 작업이며, 이는 부품을 옮길 수 있는 기계와 공구를 사용할 수 있는 기계의 차이다.

시뮬레이션이 생산 계획이다

보스턴 다이내믹스는 이 기구가 왜 이런 모습인지에 대해 이례적으로 명확히 설명한다. 같은 영상에서 엔지니어들은 소프트웨어에서 훈련된 정책이 금속 위에서 실행될 가치가 있기 전에 시뮬레이터가 제대로 맞춰야 할 세 가지를 나열한다. 링크와 관절의 형상, 마찰·토크·백래시의 동역학, 그리고 손가락이 부품에 닿을 때의 접촉 거동이다.

팀은 시뮬레이터가 손을 실제보다 좋게 보이게 할 때까지 조정하기만 한 것이 아니라, 시뮬레이션이 가능하도록 손을 변경하면서 양쪽 방향에서 서로 맞춰 나갔다고 말한다. 이는 로봇이 드릴을 사용하는 모습을 보여주는 것과는 다른 주장이다. 깔끔하게 모델링할 수 있는 손은 학습 시스템이 밤새 연습할 수 있는 손이다. 케이블 늘어짐과 힘줄 헐거움이 가득한 손은 물리 로봇에서 한 번에 하나의 느린 그립씩 가르쳐야 한다.

이번 발표가 말하지 않는 것

제3자 성능 데이터도, 가격도, 상용 출시일도 없다. 시연은 통제된 작업이며, 공개된 사이클 타임이나 수율, 운용 중인 손의 수가 아니다.

배치 일정은 더 멀리 있다. 이제 보스턴 다이내믹스를 완전히 소유한 현대자동차그룹은 2028년까지 아틀라스를 대량 생산할 계획이라고 밝혔으며, 조지아의 현대자동차그룹 메타플랜트 아메리카에서의 부품 시퀀싱은 그해를 목표로 하고, 더 폭넓은 부품 조립 역할은 2030년을 목표로 한다. 자동차 작업을 위한 훈련은 같은 부지의 로보틱스 메타플랜트 애플리케이션 센터와 연결돼 있다. 두 날짜 모두 이 손의 생산 시작은 아니다.

전체 발표를 새로 정리하는 부분은 제조 목표다. 회사는 연간 최대 10만 개를 목표로 한다. 단일 액추에이터 유형과 밀폐형 관절로 그런 규모로 만들어지는 손은 연구용 프로토타입이라기보다 부품 사업에 가깝고, 교체 가능한 모듈의 단위 경제성은 맞춤형 기구의 그것과 다르다. 공장 현장에서 손가락이 고장 나면 관련 질문은 그것이 인간의 손가락과 얼마나 닮았는가가 아니라 얼마나 빨리 교체할 수 있고 부품 가격이 얼마인가다.

더 단순한 설계에는 데이터 측면의 주장도 있다. 인간 시연에서 얻은 훈련 데이터는 인간의 체형에 가까운 손으로 더 쉽게 전이되며, 회사는 이 손이 그렇다고 말한다. 손가락은 벌어지고, 엄지는 마주 보며, 전체 크기는 큰 사람 손에 가깝다. 빠진 것은 로봇이 영상에서 친숙해 보이게 하지만 그립에는 아무것도 더하지 않는 외형적 특징들이다.

이 손은 로봇 손이 무엇을 위한 것인가에 대한 진행 중인 논쟁 속으로 들어온다. 일부 연구소는 인간 해부학을 따라 하는 것만이 방대한 인간 영상 및 시연 데이터 코퍼스를 활용하는 유일한 방법이라고 주장한다. 다른 이들은 공장이 사용하는 특정 공구에 최적화된 손이 범용 복제품을 능가할 것이라고 주장한다. 보스턴 다이내믹스는 사실상 두 번째 입장에 걸었으며, 벤치마크가 아니라 손가락을 테이프로 붙이는 물리적 실험으로 그렇게 했다.

이번 공개가 실제로 바꾸는 것은 제조 측면의 주장이다. 하나의 액추에이터 유형, 캡슐화된 관절, 깔끔하게 시뮬레이션할 수 있는 형상을 갖춘 네 손가락 손은 강화학습이 사라진 새끼손가락이 만든 기술 격차를 메울 것이라는 베팅이다. 회사는 예측 가능한 지평 내에서 필요한 모든 것을 이 손이 해낼 것으로 기대한다고 말한다. 그것이 유지될지는 공장이 판가름할 일이며, 어떤 출시 글이 대신해 줄 수 없다.