품목번호

2022-서비스로봇-일반-08

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

품목유형

■ 원천기술   □ 혁신제품

로봇/자동화기계

-

융합유형

□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형  □ 신산업창출형  ■ 해당없음

해당여부

□ IP연계  □ 표준연계  □ 디자인연계  □ BI연계  □ 경쟁형  □ 복수형  □ 국가핵심기술  □ 서비스형  □ 안전과제  □ 탄소중립  ■ 국제공동   □ BM형  □ 원스톱형  □ 챌린지형  □ 통합형  □ 실증형

R&D 샌드박스 유형

■ R&D 샌드박스(일반)  □ R&D 샌드박스(지정)

품목명

수작업 공정의 로봇 자동화를 위한 강화학습 기반 로봇의 물체 조작 능력 향상 기술 개발

품목코드

(HSK10)

류

호

소호

통계부호

(TRL :  [시작] 3단계 〜 [종료] 5단계)

8

4

2

4

2

0

2

0

1

0

1. 개념 및 산업동향

ㅇ 개념 : 로봇 자동화가 어려운 수작업 공정을 대상으로 숙련자의 손기술 등 인간의 조작 기술을 디지털화하여 강화학습 기반으로 로봇의 물체 조작 능력을 인간과 유사한 수준으로 향상시키는 기술 개발

- 제품형태 : 인간의 조작 기술을 디지털화하기 위한 디바이스 및 생성된 데이터를 기반으로 로봇의 물체 조작 작업 수행이 가능한 통합 플랫폼

- 기술형태 : 다중센서 정보를 기반으로 인간의 조작 기술을 디지털화하여 데이터를 생성하고, 이로부터 역강화학습을 통하여 목표 보상 함수를 도출하고, 최적 정책을 도출함으로써 로봇의 물체 조작 능력을 향상시키는 기술

ㅇ 산업동향 :

- 기존에 인간의 팔, 손 등의 모션 데이터를 획득하기 위하여 모션 캡처 슈트, 데이터 글러브 등이 사용되고 있고, 3D 센서, 카메라 기반 시스템도 사용되며 주로 영화, 게임 등에 널리 활용됨. 최근에는 인공지능을 이용하여 비디오 입력만 사용하는 방법도 연구되고 있음

- OpenAI에서는 인간의 행동 데이터 학습없이 카메라의 화상 데이터만 이용하여 훈련용 큐브를 돌리는 동작을 로봇 스스로 익히는 연구를 수행함

2. 지원 범위

ㅇ 인간의 조작 기술(조작 방식, 접촉력, 손 기술 등) 및 숙련도 패턴의 디지털화 기술 개발

- 다중센서 정보에 기반하여 인간의 조작 작업을 분석하고, 이를 디지털화하기 위한 디바이스 개발

ㅇ 역강화학습(IRL)을 이용한 목표 보상 함수 도출 기술 개발

- 도출된 인간의 조작 기술 데이터를 근거로 역강화학습(IRL) 기반 목표 보상 함수 도출 기술 개발

ㅇ 로봇 조작 능력 향상을 위한 최적 정책 도출 기술 개발

- 강화학습을 이용한 일반화 가능한 최적 정책 도출 기술 개발

ㅇ 개발된 학습 기법을 적용하여 로봇의 물체 조작 작업 구현

- 디지털화된 인간의 조작 기술을 근거로 최적 정책을 도출함으로써 로봇의 조작 숙련도를 향상시킬 수 있는 기술 개발

ㅇ 로봇 자동화가 어려운 수작업 공정의 로봇 작업 구현

- 로봇 자동화가 어려운 수작업 공정 도출

- 개발 기술 적용을 통한 로봇 자동화 작업 구현

* (공정예시) 전자제품 조립 작업 중 볼팅, 와이어링, 커넥팅, 하우징 조립 등

ㅇ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표		단위	달성목표
1	로봇 작업 구현 수1)	-	2종 이상
2	작업 성공률2)	%	80% 이상

1) 개발 기술을 적용할 구체적인 수작업 공정 제시

2) 선정한 수작업 공정을 로봇자동화로 구현한 작업의 작업 성공률

3. 지원 필요성

o (기술적) 로봇으로 물체 조작을 수행하기 위해서는 숙련된 작업자가 티칭 펜던트를 이용하여 작업을 입력하거나, 프로그램을 개발하여 동작을 제어하는 방식이 있으나, 조작 능력을 향상시키고 숙련된 작업을 수행하는 데에는 한계가 있음. 이를 해결하기 위하여 숙련된 작업자의 작업을 모방하고 스스로 작업 숙련도를 향상시킬 수 있는 기술이 필요함

o (경제적) 제조업의 경쟁이 심화됨에 따라 산업의 고부가 가치화, 생산성 향상 등 제조업 경쟁력 제고를 위해 고난이도 작업 수행을 위한 로봇 조작 능력 향상에 대한 요구 증대

o (정책적) 디지털 기술의 접목으로 생산성□부가가치를 혁신하고 제조현장의 로봇 개발/보급을 수행하고자 하는 110대 국정과제에 부합

o (사회적) 고령화·저출산으로 노동 인구의 감소 기조에 의해 국내 총생산 감소, 인건비 상승 등의 문제가 발생하며 제조업은 물론 서비스업에서도 로봇에 의한 자동화, 자율화 필요성이 증대

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 45개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘23년 9억원 이내(총 정부출연금 45억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 비영리기관

ㅇ 기술료 징수여부 : 비징수