"사람 개입 최소화"…ETRI, 공장생산·인명구조 협업 AI '액션브레인' 개발

'사물지능 공통 프레임워크' 구성해 확산시킬 예정

사물인터넷(IoT) 기기가 스스로 협동할 수 있게 만드는 인공지능(AI) 기술이 국내 연구진의 연구로 개발됐다. 스마트팩토리 로봇이나 재난현장 드론 등에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 임무수행에 필요한 단독·협업 행동을 사물이 스스로 결정하는 핵심기술을 개발해 이를 '액션브레인(ActionBrain)'이라 명명했다고 13일 밝혔다.

연구진은 기존 IoT 기기의 기계동작을 수행하는 지능이 개발자가 미리 정의한 규칙에 기반해 예측하지 못한 상황이나 급격한 환경변화에 적응하지 못하는 것과 달리, 액션브레인은 여러 사물이 협동하며 복잡한 임무를 수행할 수 있다고 설명했다.
 

ETRI 연구진이 개발한 재난 현장 드론용 탐색지능 자율무인정찰 시스템을 점검하고 있는 모습. (왼쪽부터) 전지훈 연구원, 장수영 선임연구원. [사진=한국전자통신연구원 제공]

ETRI는 "액션브레인 기술을 스마트팩토리 로봇에 적용하면 생산노동자 행동을 인식, 모방하고 가상 시뮬레이션을 통해 빠르게 학습할 수 있다"며 "로봇은 이를 통해 협업생산을 위한 행동지능을 생성하고 다른 여러 로봇과 똑똑하게 소통이 가능하고 가상과 실제 환경의 차이가 발생하면 스스로 보정해 현장에 맞는 행동으로 최적화한다"고 밝혔다.

이로써 로봇이 공장의 운영조건이 바뀌거나 생산과정상의 새로운 요구사항에 빠르게 대응하고, 관리자가 전문가 손길을 받지 않는 로봇제어 소모시간을 줄이고 공장가동시간을 늘려 비용을 절감할 수 있다.

같은 기술이 재난현장에 적용되면 구조대원 대신 자율무인정찰시스템을 갖춘 로봇이 현장에서 재난상황과 구조가 필요한 사람 등 현장정보를 파악할 수 있다. 이를 위해 연구진은 예측 불가능한 재난 지역에서 드론끼리 협동해 재난상황을 빠르게 탐색할 수 있도록 만드는 '탐색지능'을 개발하고 있다.
 

스마트제조 분야 액션브레인 물리환경 구축 예시. [사진=한국전자통신연구원 제공]

이 액션브레인은 모방학습, 강화학습, 동적플래닝 기술, 분산다중에이전트시스템 기술의 조합으로 구현됐다. 동적플래닝은 필요에 따라 유연하게 기기의 행동과 위치를 제어하는 기술이다. 분산다중에이전트시스템 기술은 여러 자율개체 제어 에이전트가 소통하며 임무를 수행하도록 만들어진 시스템이다. 이 기술은 현재 1.0 베타버전(시험판)으로 개념검증단계에 있다.

ETRI는 액션브레인 기술의 오류를 줄이고 다양한 분야에서 시연이 가능하도록 미국 국립표준기술연구소(NIST)가 정의한 지능형시스템 자율도 등급(ALFUS) 6단계를 목표로 기술을 고도화하고 있다. ALFUS 6단계는 AI 탑재 기기가 예외사항 발생시 자율적으로 최적화된 동작을 하고 관리자에게 이를 보고하며, 사람의 개입이 사후 승인을 받는 수준을 의미한다.

연구진은 액션브레인 기술을 바탕으로 사물지능 공통 소프트웨어프레임워크를 구성해 다양한 응용분야로 확산되도록 지원할 예정이다. 내년 시작하는 2단계 과제를 통해 스마트제조 분야와 재난대응분야 기술 수요기업을 모집해 실제 산업분야 요구사항과 기술 실증을 병행할 계획이다.

박준희 ETRI 스마트ICT융합연구단장은 액션브레인은 가트너 미래 10대전략기술인 '자율 사물' 핵심기술"이라며 "제조, 재난, 국방, 물류 등 분야에서 사물이 스스로 상황을 판단하고 행동하는 자율형IoT시대를 열기 위한 연구를 지속하겠다"고 말했다.

액션브레인은 과학기술정보통신부 산업 및 사회문제 해결을 위한 사물분산지능 핵심원천기술 개발 사업으로 수행되고 있다. 연구진은 이 기술 관련 SCI저널 7편 등 50여편의 주요논문을 발표했다.