테슬라 옵티머스 Gen-2 – 첫번째 이야기

최근 테슬라는 자사의 유튜브 채널을 통해서 새로운 휴머노이드 로봇 옵티머스 Gen-2.를 발표했습니다.

전작 대비 상당한 진전을 이루었다고 생각 됩니다. 이번 발표에 새롭게 소개 된 주요 기능을 정리해보겠습니다.

옵티머스 Gen-2, 사람처럼 고개를 돌리다

Dof는 degree of freedom의 약자로 공학용어에서 이야기하는 자유도를 의미합니다.

예를 들어, 냉장고 문은 열리고 닫히는 단순한 동작만을 하는 1개의 자유도를 가지고 있고 막대기는 위아래 또는 좌우로 움직이기때문에 2개의 자유도를 가집니다.

로봇의 목이 2개의 자유도를 가졌다고 하는 것은 목을 위아래로, 좌우로 움직일 수 있도록 구현 되었다고 판단됩니다. 이는 인간의 목과 유사한 움직임을 가능하게 합니다.

만약 테슬라 옵티머스의 카메라가 인간과 비슷하게 머리 부분에 구현이 되어 있다라고 가정하면 다음과 같은 기능이 향상 되었으리라 판단됩니다.

• 시각: 옵티머스는 목을 움직여 주변 환경을 더 잘 볼 수 있습니다. 이는 옵티머스가 주변을 탐색하고 장애물을 피하는 데 도움이 됩니다.
• 사람에게 좀더 친화적인 행동을 통한 의사소통의 개선: 옵티머스는 목을 움직여 다른 사람들과 의사소통이 가능할 수 있을것으로 판단합니다.
  • 누군가 옵티머스롤 불렀을 때 마치 사람처럼 고개를 돌려 주시하는 듯한 반응을 할때, 인간은 좀 더 친숙한 느낌을 가질 할 수 있습니다.
• 작업 수행: 옵티머스는 목을 움직여 작업을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 옵티머스는 목을 움직여 물체를 집거나 옮길 수 있습니다.

옵티머스 Gen-2 깔끔해지다

Actuator(액추에이터)는 외부에서 주어진 입력 신호나 조건에 따라 물리적인 동작이나 효과를 일으키는 장치를 말합니다.

이 장치는 전기적, 기계적, 유압적, 또는 다양한 에너지 형태를 활용하여 다양한 형태의 움직임이나 동작을 생성할 수 있습니다.

액추에이터는 자동 제어 시스템에서 매우 중요한 부품으로 사용되며, 자동차의 브레이크, 로봇의 관절, 프린터의 종이 피드 등 다양한 응용 분야에서 찾아볼 수 있습니다.

이번에 발표된 주요 기능중의 하나인 “제어기기 및 배선과 통합된 액추에이터”의 의미는 그간 자체 개발던 액추에이터들의 개발 완성도가 그들이 원하는 수준에 도달하여 액추에이터들을 제어하기 위한 주요 전자회로의 부품 및 이를 연결하기 위한 배선들의 통합개발이 일정수준의 품질에 도달했다는 것을 의미 합니다.

로봇을 구성하는 주요 부품인 액추에이터와 이를 제어하기 위한 제어장치와 배선이 통합되지 않으면 아직까지는 제품은 구체적인 설계안이 결정되지 않고 아직까지 실험단계에 있다라고 봐야합니다.

이것 저것을 고쳐가면서 계속해서 원하는 수준의 기능이 가능해질때까지 계속해서 수정작업을 진행해야 하니까요.

그러나 이번 발표의 중요한 메세지중의 하나인 제어기기 배선 통합 액추에이터는 테슬라가 그들이 생각하는 로봇의 기능을 구현하기 위하여 어느정도 틀을 잡았다는 것을 의미하며 이는 또한 그들의 최종 목표인 로봇 대량생산의 중요한 초석이 될 수 있습니다.

30% 향상된 보행 속도

테슬라가 이번에 이야기한 30% 빨라진 보행속도는 아래와 같은 의미를 가집니다.

• 작업 효율성 향상
  • 로봇의 보행 속도가 빨라지면 작업을 수행하는 데 걸리는 시간이 줄어듭니다. 이는 생산성 향상과 비용 절감으로 이어질 수 있습니다.
• 작업 범위 확대
  • 로봇이 더 빨리 이동할 수 있으면 더 넓은 범위에서 작업을 수행할 수 있습니다.
  • 이는 다양한 작업에 로봇을 활용할 수 있는 가능성을 열어줍니다.

기존 옵티머스 Gen-1대비 옵티머스 Gen-2의 보행 속도는 시속 5.5km입니다. 

일반적인 사람의 평균적인 보행 속도는 대략 1.4에서 1.6 미터/초 (약 5.0~5.8 km/h) 정도입니다.

따라서 최신 보행속도는 사람의 평균 보행속도와 근접한 주행성능을 확보 했다고 볼수 있습니다.

테슬라는 그들의 로봇이 생산 공장, 물류 창고, 서비스 산업등에 사용될 것을 목표로 하고 있습니다.

물론, 일반적인 물류창고 에서의 작업은 종종 빠르게 이동해야 할 필요가 있으므로 로봇에게 필요한 보행 속도는 이 범위를 벗어날 수 있긴 하지만, 현재의 시연을 통해 보여준 속도는 앞으로의 발전가능성을 고려할때, 해당 산업등 분야에서 로봇의 활용 가능성을 크게 높일 것으로 기대됩니다.

사람을 닮은 발

이동과 관련해서 가장 큰 진전은 발의 힘과 토크감지 그리고 관절이 있는 발가락형태의 발입니다. 이족 보행 로봇에서 foot force(발의 힘)와 torque sensing(토크 감지)는 중요한 이유가 여러 가지 있습니다.

이러한 센싱 기술은 로봇이 환경과 상호작용하고 안정적인 보행 동작을 수행하는 데 도움이 됩니다.

• Foot force 및 torque sensing은 로봇이 서있거나 이동 중에 평형을 유지하는 데 중요합니다.
  • 이러한 센서를 통해 로봇은 발바닥에 작용하는 힘과 토크를 감지하여 자체의 안정성을 유지하고 불안정한 상황에서도 적절히 대응할 수 있습니다.
• 발의 힘과 토크 센싱은 로봇이 바닥의 특성을 감지하고 환경을 이해하는 데 사용됩니다.
  • 예를 들어, 다양한 지면에서 발의 압력이나 지면과의 마찰을 측정함으로써 로봇은 지형의 변화에 대응하고 적절한 보행 동작을 선택할 수 있습니다.
• 발바닥의 힘 및 토크 정보를 기반으로 로봇은 자연스러운 보행 동작을 유지하면서 다양한 환경에서 이동할 수 있습니다. 
  • 발의 힘 및 토크를 실시간으로 감지하면 로봇은 주변 환경에 더 신속하게 반응할 수 있습니다.
  • 이는 자율 이동 및 환경 변화에 더 효과적으로 대응하는 데 도움이 됩니다.

Articulated toe section의 의미는 관절이 있는 발가락 부분을 의미합니다.

이러한 설계는 이족 보행 로봇에서 중요한 구성 요소 중 하나 입니다. 위에 설명한 주요 기능들을 보강하는 설계적 측면입니다.

10Kg의 무게 감량

제품의 성능이나 기능 및 품질의 어떠한 측면에서의 희생(즉 원래 기획된 기능을 빼거나, 혹은 품질의 다운 그레이드 없이) 없이 더구나 추가적인 개선 사항 까지도 포함된 로봇의 무게가 전작 대비 10Kg 감량 되었다고 합니다.

많은 부분을 차지하는 배터리의 용량도 그대로 일것으로 예상되며, 이는 화면에서 보시다시피 외관의 측면에서 전작 대비 외형적으로 많은 부분이 말끔해진것으로 보아 주로 소재 및 배선의 측면에서 많은 개선이 있었을것으로 추정됩니다.

다음 포스팅에서 추가적인 개선사항들을 설명해 보도록 하겠습니다.