로봇 시스템은 매장된 물건을 회수한다

MIT에서 개발된 새로운 로봇 시스템인 FuseBot은 시각 정보와 라디오 주파수 신호를 결합하여 물건의 더미 아래에 숨겨진 물건을 찾습니다. 로봇은 더미와 그 안의 물건에 대해 복잡한推論을 사용하여 잃어버린 물건을 찾습니다.

연구자들은 이전에 RFID 태그가 부착된 숨겨진 물건을 찾기 위해 시각 정보와 라디오 주파수(RF) 신호를 결합하는 로봇 팔을 시연했습니다. 그러나 새로운 시스템은 효율적으로 매장된 모든 물건을 회수할 수 있으며 대상 물건에 RFID 태그가 부착되어 있지 않아도 됩니다. 시스템은 더미 안의 일부 물건에 이러한 RFID 태그가 있는 것만으로도 작동합니다.

FuseBot의 알고리즘

FuseBot을 구성하는 알고리즘은 더미 아래에 있는 물건의 위치와 방향에 대해推論할 수 있습니다. 그런 다음 시스템은 방해하는 물건을 제거하고 대상 물건을 추출하는 가장 효율적인 방법을 발견합니다. FuseBot은 다른 최첨단 로봇 시스템보다 숨겨진 물건을 더 효율적으로 찾을 수 있었으며, 이는 반대쪽 시스템보다 두 배 빠르게 수행되었습니다.

새로운 시스템은 전자상거래 창고와 같은 분야에서 적용될 수 있습니다.

이 연구는 선임 저자 Fadel Adib, 전기 공학 및 컴퓨터 과학부 교수이자 미디어 랩의 Signal Kinetics 그룹 책임자와 함께 수행되었습니다.

“이 논문은 처음으로 RFID 태그가 부착된 물건의 존재가 다른 작업을 더 효율적으로 수행하는 데 도움이 된다는 것을 보여줍니다. 우리는 시스템에 다중 모드推論을 추가함으로써 이를 수행할 수 있었습니다. FuseBot은 시각과 RF를 모두 이해하여 물건의 더미를推論할 수 있습니다.”라고 Adib는 말합니다.

Adib는 연구 보조원 Tara Boroushaki, Laura Dodds, Nazish Naeem와 함께 작업했습니다.

FuseBot은 비디오 카메라와 RF 안테나가 부착된 로봇 팔을 사용하여 매장된 대상 물건을 회수합니다. 시스템은 카메라로 더미를 스캔하여 환경의 3D 모델을 생성하고 동시에 안테나에서 신호를 보내 RFID 태그를 찾습니다.

라디오 波는 대부분의 고형 표면을 통과할 수 있으므로 로봇은 더미 안을 “보”는 것이 가능합니다. 대상 물건이 아닌 다른 물건에 태그가 부착되어 있으므로 FuseBot은 대상 물건이 정확히 같은 위치에 있지 않을 것임을 알고 있습니다.

알고리즘이 정보를 결합하여 환경의 3D 모델을 업데이트하고 대상 물건의 잠재적인 위치를 강조합니다. 로봇은 이미 대상 물건의 크기와 모양을 알고 있으므로 물건과 RFID 태그에 대해推論하여 어느 물건을 이동할지 결정하고, 가장 적은 수의 이동으로 대상 물건을 찾습니다.

로봇은 더미 아래에 있는 물건의 방향을 알지 못하는 문제를 해결하기 위해 확률적推論을 사용합니다. 로봇은 매번 물건을 제거할 때 다음에 제거할 물건을 결정하기 위해推論을 사용합니다.

“인간에게 물건의 더미를 주면, 그들은 가장 큰 물건을 먼저 제거하여 아래에 있는 것을 볼 것입니다. 로봇은 유사하지만, RFID 정보를 사용하여 더 나은 결정을 내립니다. 로봇은 ‘이 물건을 제거하면 더미에 대해 얼마나 더 많은 것을 알 수 있을까?’라고ถาม습니다.”라고 Boroushaki는 말합니다.

로봇은 물건을 제거한 후 더미를 다시 스캔하여 전략을 최적화합니다.

다른 시스템을 능가하다

RF 신호와推論을 사용하여 FuseBot은 시각 정보만 사용하는 최첨단 시스템을 능가했습니다. FuseBot은 95%의 성공률로 대상 물건을 추출했으며, 이는 다른 시스템의 84%보다 높습니다. FuseBot은 40% 적은 이동으로 대상 물건을 찾을 수 있었으며, 대상 물건을 찾는 데 두 배 빠르다고 합니다.

“RF 정보를 통합함으로써 우리는 큰 성능 개선을 보았습니다. 이전 시스템의 성능을 따라가고, RFID 태그가 없는 대상 물건이 있는 시나리오에서 이를 능가하는 것을 보는 것이 흥미로웠습니다.”라고 Dodds는 말합니다.

로봇은 물건을 제거한 후 더미를 다시 스캔하여 전략을 최적화합니다. 시스템은 더미 안의 물건과 RFID 태그에 대해推論하여 어느 물건을 이동할지 결정하고, 가장 적은 수의 이동으로 대상 물건을 찾습니다.

이 소프트웨어는 복잡한推論을 수행할 수 있으며, 이는 FuseBot이 다양한 환경에서 사용될 수 있음을 의미합니다. 팀은 시스템에 더 복잡한 모델을 통합하고, 다양한 조작을 탐색할 계획입니다.

“이 물건은 RFID 태그가 부착되지 않았지만, 우리는 여전히 그것을 찾을 수 있었습니다.”라고 Dodds는 말합니다. 시스템은 더미 안의 물건과 RFID 태그에 대해推論하여 어느 물건을 이동할지 결정하고, 가장 적은 수의 이동으로 대상 물건을 찾습니다.