축구선수 1년치 훈련 하루 만에…현대차 아틀라스 학습법

현대자동차가 4일 공식 유튜브 채널에 '스쿨 오브 풋볼'의 개발 과정을 담은 메이킹 필름을 공개했다.

보스턴다이내믹스 역시 공식 블로그를 통해 휴머노이드 로봇 '아틀라스'의 축구 기술 훈련 과정을 소개했다.

이번 영상은 현대차의 FIFA 월드컵 캠페인 '미래는 지금 여기서부터(Next Starts Now)'의 일환이다.

아틀라스가 패스·슈팅 등 기본 동작부터 다리를 교차해 차는 고스트 라보나 킥 같은 고난도 기술까지 익히는 과정을 담았다.



연구진은 "휴머노이드 로봇이 보다 자연스럽게 움직이기 위해서는 균형, 타이밍, 협응, 적응 능력을 동시에 학습해야 한다"고 했다.

휴머노이드 로봇이 사람의 움직임을 배우기 위한 방법으로 축구에 주목했다.

현대차와 보스턴다이내믹스는 세계적인 축구 선수의 생체 역학과 움직임 패턴에서 영감을 받아 아틀라스 학습 프로그램을 설계했다.

이후 훈련 가능한 모션 데이터와 동작 프로토콜로 변환해 아틀라스 학습 과정에 적용했다.

먼저 모션 캡처 시스템을 활용해 축구 선수의 동작을 수집했다. 이를 아틀라스의 신체 구조에 맞게 변환하는 리타게팅 과정을 수행했다.

이 과정은 사람과 로봇의 신체 구조 차이를 극복하기 위한 핵심 단계다.

겉보기에는 사람과 유사한 휴머노이드 형태라도 관절 구조와 운동 범위가 다르기 때문에 정교한 변환 작업이 필요하다.

이후 강화 학습을 활용해 로봇이 이 동작을 반복적으로 학습하도록 했다.

이렇게 되면 아틀라스는 사람의 움직임을 모방하는 것을 넘어서 자신의 신체 물리와 모터 제어 방식을 학습하며 균형과 힘 전달을 스스로 최적화한다.

아틀라스는 클라우드 그래픽처리장치(GPU) 환경에서 수천 개의 시뮬레이션을 동시에 실행하며 학습을 진행했다.

로봇은 단 24시간 만에 사람 기준 약 1년에 해당하는 시행착오를 경험할 수 있다.



영상에서는 아틀라스가 수행한 고난도 기술인 고스트 라보나 킥의 개발 과정도 공개됐다.

고스트 라보나 킥은 기존 라보나 킥에 수비수를 속이는 페인트 동작을 더한 고난도 축구 기술이다.

연구진은 축구 선수가 동작을 수행하는 모습을 기록한 뒤 아틀라스의 신체 구조에 맞게 변환했다. 이후 인공지능(AI) 학습을 통해 실제 로봇에서 구현했다.

아틀라스가 축구를 통해 학습한 움직임은 로보틱스 기술 고도화에 중요한 역할을 한다는 설명이다.

예를 들어 킥 동작을 통해 타이밍과 힘 생성 및 협응 능력을 익힐 수 있다. 보다 복잡한 동작을 통해 회전 운동, 체중 이동, 전신 제어 능력 발전도 가능하다.

특히 축구와 같이 이동과 조작이 동시에 요구되는 환경은 향후 물류·제조 현장에서 로봇이 물체를 다루고 이동하는 작업 수행 능력으로 직접적으로 확장될 수 있다.

현대차와 보스턴다이나믹스 측은 "앞으로도 축구와 같은 다양한 도전 과제를 통해 아틀라스의 움직임 능력을 지속적으로 발전시켜 나갈 계획"이라고 말했다.