미래경영CEO과정, 세계미래포럼 2013.04 로봇 비지니스의 봄은 오는가 KAIST 인간-로봇상호작용 연구센터 소장 기계공학과 교수 권동수
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과학영재교육 연구원 원장 한국 로봇학회 회장 인간-로봇 상호작용 연구센터 소장 미래 의료 로봇 연구단 단장 4/84
아이 로봇 (2004) 5/84
SONY HONDA TOYOTA Boston Dynamics irobot HYUNDAI SAMSUNG Intuitive Surgical ROBOTIS 6/84
VS 7/84
Manipulation Mobility Navigation Design Perception Intelligence 8/84
Manipulation 9/84
상상에서 본 로봇 기술들 아이 로봇 (2004) 10/84
F mx cx kx 로봇팔 경로 생성 Justin, DLR, Germany 구동부 제어 11/84
Mobility 12/84
상상에서 본 로봇 기술들 바퀴 다족 보행 이족 보행 아이 로봇 (2004) 13/84
바퀴 다리 Differential Tricycle Omnidirectional 2족 보행 4족 보행 바퀴+다리 Leg+Passive wheel for sliding Leg+Wheel with Track Three leg-wheel 14/84
BigDog, Boston Dynamics, USA Asimo, Honda 15/84
로봇의 매 움직임마다 CoM(Center of Mass)이 ZMP(Zero Moment Point) 를 추종하도록 제어 기울어지는 모션을 최소화하면서 이동 자세의 균형을 유지 16/84
Navigation 17/84
상상에서 본 로봇 기술들 스타워즈 에피소드 6 제다이의 귀환 (1983) 18/84
VSLAM Hauzen(RE70V), Samsung 모바일 19/84
SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) 로봇의 상대적 위치 정보 절대적 위치 추정 특징정보 (직선정보, 코너정보) Personal Robots Group, MIT 20/84
Design 21/84
상상에서 본 로봇 기술들 Machine Transformer Humanoid Cyborg A.I. (2001) 22/84
Machine (Motoman, Yaskawa Electric Co.) Real Transformer Humanoid (Albert HUBO, KAIST) Cyborg (HAL, TSUKUBA Univ.) 23/84
Perception 24/84
상상에서 본 로봇 기술들 아이언 맨 (2008) 바이센티니얼 맨 (2000) 25/84
패턴/템플릿 매칭 색깔 구분 명암 차이 엣지/코너 실시간 얼굴 인식 시스템 IUSIANI, SPAIN 26/84
Adaboost Method Face Boxlets Boxlets을 영상에 매칭시켜 눈, 코, 입 등을 찾은 후 찾은 특징점들을 모아 확률을 높여(boosting*) 얼굴을 검출 Non-Face * Boosting : 약한 선택 기준들을 합쳐줌으로써 정확도가 높은 알고리즘을 만듦 www.youtube.com/user/gladpl 27/84
얼굴의 Action Units 중 중요 포인트들을 특징점으로 동적 추적 (눈썹, 입꼬리 등) 얼굴 표정 인식 시스템 KAIST, Korea 28/84
물체 적외선 프로젝션 물체에 투영되는 적외선 패턴을 이용하여 depth data 측정 (구조광 방식) 3D depth 이미지 머리와 손의 위치에 따른 벡터 방 향을 추출하여 제스처 인식 Personal Robots Group, MIT 29/84
Torque/Force sensor FSR sensor Capacitance sensor 점 혹은 배열 형태로 센서가 장착 로봇의 다양한 신체 부위에 부착되어 터치 패턴을 인식 30/84
Paro, AIST, Japan KaMERo, KAIST, Korea 31/84
스타워즈 에피소드 3, 시스의 복수(2005) 상상에서 본 로봇 기술들 마이너리티 리포트 (2002) 32/84
이 세상 모든 말을 다 알아들을 수 있을까? 정해진 대화 영역과 문법의 순서에 기초하여 이해 33/84
안녕!! Filter 안녕!! 이라는구나 Pattern Recognition DB 35 30 25 20 15 10 5 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Feature Extraction 34/84
Intelligence 35/84
상상에서 본 로봇 기술들 아이언 맨 (2008) 36/84
Rule based Behavior based Emergent Cognitive model based 37/84
Rule 데이터 베이스 Rule 1 Rule 2. Rule 1,000,000 전문가 시스템 38/84
사용자 인터페이스 (User Interface) 환자-질병 Database 지식 베이스 (Knowledge Base) 진단 모듈 추론엔진 (Inference Engine) 증상 정보 진단 의료용 전문가 시스템의 개념도 39/84
자극 행동 규칙의 집합과 우선순위 판단 구조를 이용한 지능 구현 Behavior sets 장애물 회피 외부 자극들 빛 추종 S Behavior Based Robot, W. Besinga 빛 회피 S 탐험 S 행동 반응 Subsumption : 포섭, 포함 40/84
목표 달성 방법에 대한 지식 주변 대상에 대한 지식 작업 모델 상호작용 모델 계획 수립 사용자 모델 환경 모델 Task Layer 인식 행동선택 및 수행 행동과 표현 표현 Emotion Layer Pearl, CMU, USA 41/84
인간 두뇌의 일 부분을 뉴런 단위로 모델링 하고 자극을 통해 학습 시킨다 Weights 인간과의 상호작용에 따른 학습 지능의 창발 (Emerge) 자극 새로운 반응 반응 42/84
다산 생존경쟁 변이 자연선택 진화 다윈의 진화론에 기반하여 로봇의 창발적 지능을 구현함 A B 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 적합도 함수(Fitness function)를 이용해 염색체의 해 선택 A B 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 C 1 0 1 1 0 해집단(Population) A 0 1 Crossover 0 1 0 B 1 1 1 0 0 새로운 해집단으로 대체 A 0 1 Mutation 0 1 0 B 1 1 0 0 0 43/84
상상에서 본 로봇 기술들 바이센티니얼맨 (1999) 아이 로봇 (2004) 44/84
인공 감정 Affective Mind 45/84
Task Layer 인식 행동선택 및 수행 감정 모델 행동과 표현 친밀도 감정 생성 성격 반응 행동(Reactive Behaviors) 동기 모델 표현 Emotion Layer Reactive Layer KaMERo, KAIST 46/84
Situation Stimulus Cognitively Appraised Deliberative Emotion Process Reactive Emotion Process 47/84
Motivation : Social interaction Satiating stimulus : touching belly, touching head Aversive stimulus : touching nose, touching ear General stimulus : touching hand, touching leg 48/84
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다임러- 벤츠 포드 모델 T 가구당 1대 (US) 운전자당 1대 (US) 운전자당 1.1대 (US) 자동차 1886 기술 구현 1908 대량 생산 1960 대중화의 시작 1972 시장 성숙 2010 52/84
64년 자동차 1886 기술 구현 1908 대량 생산 1960 대중화의 시작 1972 시장 성숙 2010 1대당 천만~일억원 53/84
ENIAC IBM PC 가구당 1대 (US) 일인당 0.9대 (US) PC 1946 기술 구현 1981 대량 생산 1995 대중화의 시작 2010 54/84
29년+α PC 1946 기술 구현 1981 대량 생산 1995 대중화의 시작 2010 1대당 백만~삼백만원 55/84
Ericsson Hotline Motorola DynaTac8000X 가구당 1대 (US) 일인당 0.97대 (US) 휴대폰 1956 기술 구현 1983 대량 생산 2000 대중화의 시작 2010 56/84
27년+α 휴대폰 1956 기술 구현 1983 대량 생산 2000 대중화의 시작 2010 1대당 십만~백만원 57/84
Unimate Unimation Co. PUMA Unimation Co. Roomba irobot Co. 전 세계 2백만대 (Roomba) 로봇 1960 기술 구현 1975 산업용 로봇 대량 생산 2002 개인 서비스 로봇 대량 생산 2010 58/84
64년/천만~일억원 자동차 1886 1908 기술 구현 대량 생산 1960 대중화의 시작 1972 시장 성숙 2010? 로봇 1960 2002 기술 구현 PC 29년+α/백만~삼백만원 1946 기술 구현 1975 산업용 로봇 대량 생산 27년+α/십만~백만원 1981 대량 생산 1995 대중화의 시작 개인 서비스 로봇 대량 생산 2010 2010 휴대폰 1956 1983 기술 구현 대량 생산 2000 대중화의 시작 2010 59/84
CEO Insight 60/73
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Unimate, Unimation Co., 1961 1983년 1억 7백만 달러에 성공적으로 웨스팅하우스에 매각 위험한 작업 대체 생산성 향상 62/84
Motoman, Yaskawa Electric Co., 1989 총 2십만 대 설치, 전 세계 마켓 쉐어 1위 175종 로봇 40종 워크셀 유연한 솔루션 제공 63/84
Mindstorm, LEGO Co., 1998 2004년 마인드스톰 경연대회 십만명 이상 참가 무한한 상상력 자극 배우기 쉬운 사용 방법 사용자 그룹의 주도 64/84
DaVinci, Intuitive Surgical Co., 1999 매년 25% 이상 성장 의사의 편의성 제공 환자의 빠른 회복에 대한 Need 파악 특허를 이용한 진입 차단 (140건) 65/84
Packbot, irobot Co., 2001 총 3천 대 공급, 3억4천만 달러 규모 폭발물 제거 및 정찰 임무에서 인명 손실 위험 제거 가벼운 무게/빠른 시동 쉬운 조작성 66/84
Roomba, irobot Co., 2002 25개국, 2백만 대 판매 마켓 창출에 대한 CEO의 비전 필요한 기능을 저렴한 가격에 구현 ($200) 지능/주행 기술 67/84
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가사, 교육, 오락의 서비스 로봇 69/84
실버 케어 로봇 70/84
인간과 지능적/정서적으로 상호작용 할 수 있는 엔터테인먼트 로봇 71/84
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대기업 로봇 플랫폼 대량 생산 Cost Down Task-Specific Service Robot 중소기업 센서, 지능 모듈 특정 서비스 구현 73/84
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원자 폭탄 대륙간 탄도탄 VS VS 원자력 발전 우주선 81/84
여러분은 어떤 로봇의 미래를 예측하십니까? 82/84
감사합니다. VS kwonds@kaist.ac.kr Tel: 042-350-3042 Special Thanks to Dr. Hyoung-Rock Kim & KAIST HRI 연구센터 연구팀 인간기능 생활지원 지능로봇 기술개발 사업단 83/84
상상 속의 로봇들의 기술 실제 로봇 기술 시장 예측과 전망 로봇 비즈니스 발전을 위한 준비 84/84