다가오는 로봇 시대 속 로봇의 효율적 운용 연구로 경쟁력 확보
다가오는 로봇 시대 속 로봇의 효율적 운용 연구로 경쟁력 확보
  • 김윤혜 기자
  • 승인 2018.07.25 10:20
  • 댓글 0
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글로벌 금융위기 이후 세계 로봇시장이 연평균 18% 안팎의 성장세를 보이고 있는 가운데 우리나라 산업협장에서 로봇 활용도가 세계에서 가장 빠른 속도로 증가하고 있는 것으로 나타났다. 한국은행에 따르면 우리나라 제조업 분야 근로자 1만명 당 제조업용 로봇 밀집도가 631로 세계에서 가장 높은 밀집도를 보이고 있. 이러한 성장세는 인공지능과 결합한 로봇과 함께 더욱 가파른 상승곡선을 이어갈 것으로 예상되고 있다.

고려대학교 전기전자전파공학부 김종국 교수
고려대학교 전기전자전파공학부 김종국 교수

 

로봇 작업의 효율성 높이기 위한 기계학습 연구 수행

하나 또는 여러 가지의 작업에 여러 가지 다른 로봇을 활용할 때 작업의 효율성은 극대화될 수 있다. 이는 여러 작업에 로봇들을 적용하고 있고 또 적용하려 이유이다. 이때의 효율성은 시간 단축이라는 의미 외에도 에너지 소모를 효율적으로 한다는 의미도 담아내야 한다. 실제로 로봇은 움직이는 디바이스이고 배터리의 제약을 갖는 만큼 에너지를 적게 사용하는 것이 시간을 적게 사용하는 것보다 더 중요한 요소가 될 수 있다. 김종국 교수는 이기종 분산 로봇 시스템을 위한 에너지 효율적 시스템 관리 및 기계학습 연구를 통해 시간과 에너지 모두를 효율적으로 쓰기 위한 방법을 탐색하고 있다.

하나의 목표를 위해 여러 로봇을 사용할 경우 환경에 따라 로봇의 작업 분배와 배치가 달라져야 합니다. 이 과정에서 인간의 경험과 직관이 활용되면 더 효휼적인 분배와 배치를 이뤄낼 수 있는데, 이 과정을 ‘Human in the loop'라 표현합니다.”

인간의 개입은 상황에 따라 여러 변수가 생긴다. 로봇의 종류와 수가 늘어나고 작업의 특성과 수가 많아지는 상황에서 인간의 개입이 불가능해지거나 오랜 시간이 소모되기 때문이다. 이를 극복하고자 인간의 경험과 직관을 모델링할 수 있는 인공지능과 기계학습을 연구해 이러한 문제점에 대한 해결책을 찾는 것이 김 교수의 주된 연구 내용이다. 현재는 로봇 시뮬레이터를 활용해 진행되고 있으며 실제 이종 로봇들을 이용한 테스트를 계획하고 있다. 앞으로 무인 모바일 디바이스의 폭발적 증가가 예측되고 있는 가운데 다수의 이종 무인 모바일 디바이스들을 한꺼번에 효율적으로 조정할 수 있는 기술을 개발할 수 있으리라는 기대감이 엿보였다. 이러한 연구 진행에 있어 수많은 연구자들이 지적하고 있듯 넉넉지 못한 연구비라는 고충이 있다. 또한 한 가지 연구를 장기적으로 지속하기 어렵다는 점 역시 그가 꼽는 연구의 어려움 중 하나였다.

김 교수는 현재까지 이종 프로세서, 이종 디바이스, 이종 분산 시스템, 이종 멀티코어 시스템에서의 효율적인 작업 분배 및 자원 관리에 대해 연구해왔다. 이러한 연구는 클라우드 컴퓨팅이라는 단어가 나오기 전부터 이루어져왔으며, 우리가 전기를 쉽게 쓰듯 컴퓨팅 파워도 코드만 꽂으면 쉽게 쓸 수 있는 그리드 컴퓨팅을 위한 연구라 할 수 있고, 연구된 기술들은 현재의 클라우드 컴퓨팅에서도 적용 가능한 기술들이다.. 나아가 여러 알고리즘에 대해서도 연구해온 그는 evolutionary algorithm, genetic algorithm등을 연구 및 적용해왔다.

최근 그는 인공 뉴럴 네트워크와 멀티모달 딥러닝 관련 연구에 무게를 싣고 있다. 멀티코달 딥러닝은 사람처럼 시각청각감각 등 다양한 입력을 통해 얻어진 서로 다른 데이터를 각각 딥러닝하고 그 결과 또는 정보를 합치고 다시 러닝을 함으로써 지능을 확보하는 기술이다. 김 교수는 이 연구가 딥러닝을 보다 효율적으로 수행하기 위한 방법의 하나이고 실시간 딥러닝 및 딥러닝을 통한 실시간 decision making으로 이어질 수 있다고 설명했다. 이밖에도 그는 기계학습과 학습을 통한 AI로의 진행에 대한 연구를 이어갈 예정이다. 기계의 능력이 사람의 능력을 모사하거나 뛰어넘는 것이 AI 연구의 주된 목표로 설정된 가운데 과연 AI의 능력이 얼마만큼 사람에 가까웠는지 파악하는 것 또한 김 교수의 주요 연구 주제 중 하나다.

 

과학발전의 핵심, 사고력과 도전정신

연구자이자 교육자로서 미래의 연구자들을 키우고 있는 김종국 교수는 되도록 많은 생각을 할 것을 주문했다. 그의 강의와 시험 역시 학생들이 최대한 많은 생각을 하도록 요구하고 있다. 현재까지 봐온 외워서 푸는 문제들과는 다른 형태, 하나의 정답이 아닌 여러 개의 정답이 존재하는 문제들은 학생들에게 다소 어렵게 느껴질 수 있지만 이러한 문제들이야말로 세상을 살아가면서 풀어나가야 할 문제라는 확신에서다. 그는 학생들이 조금만 더 고민하고 생각해본다면 문제에 대한 자신만의 정답을 찾을 수 있을 것이라고 생각하고, 나아가 이러한 노력이 각자의 미래에 좋은 방향으로 결실을 맺을 것이고 이것이 어쩌면 창의력의 기본이 아닐까하고 생각한다고 말한다.

김 교수의 연구실 역시 하나의 정답을 정해두지 않는다. 여러 생각과 다양한 가능성을 토대로 할 때 보다 의미 있는 연구 성과를 도출할 수 있기 때문이다. 이러한 사고력은 다양한 경험을 통해 길러지는 만큼 그 역시 다양한 학회활동을 통해 각 분야 전문가들과 소통하며 다양한 가능성을 모색하고 있다. 학생들에게도 정규 강의 외에도 여러 프로그램을 통해 경험을 쌓을 것을 강조하는 그다. 또한 김 교수는 공학도들이 보다 자유로운 분위기 속에서 창업에 뛰어들 수 있어야 하며, 이를 위해서는 여러 번 도전하고 실패해도 또다시 도전할 수 있는 여건과 환경을 만들기 위한 사회적 차원의 노력이 필요함을 피력했다.

우리 역사의 발전은 과학기술의 발전과 궤를 같이해왔다고 해도 과언이 아니다. 자신만의 창의력 위에 끊임없는 도전하는 인재는 과학의 발전은 물론 변화하는 시대를 이끌어갈 주역으로 성장할 것이다. 다양한 가능성을 향해 도전하고 있는 김 교수의 모습은 미래의 공학자들에게 강렬한 롤 모델로 제시되고 있다.

 


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