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    학술대회 참관기 게시판 내용
    제목 ICRA 2017 참관기(IEEE International Conference on Robotics and Automation)
    작성자 박성준
    작성일 2017-06-14 오후 12:58:03





    로봇 자동화 분야에서 세계 최대 규모의 학술대회인 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2017)이 싱가포르 Marina Bay Sands, Sands Expo and Convention Centre에서 5월 29일부터 6월 3일까지 6일간 개최되었다.



    ICRA는 로봇자동화 분야에서 최고 권위자들과 그에 준하는 연구원들이 정보나 연구 결과들을 교류하고 수많은 신진연구자들이 많은 것을 보고 들으며 연구 역량을 키워 나아가고 앞으로의 연구에 대한 동기부여를 할 수 있는 장소이다. ICRA 학회 수준은 h5-index(최근 5년간 발표된 논문의 평균 피인용 지수)를 보면 쉽게 알 수 있다. Google Scholar에서 Robotics 분야에서 h5-index를 보면 ICRA가 68로 가장 영향력 있는 논문들이 발표 되는 것을 볼 수가 있다. 참고로 IJRR(The International Journal of Robotics Research)가 h5-index, 59로 2위를 하였다.

    학회 개최 장소인 싱가포르의 Marina Bay는 적도에 있는 지역인 만큼 매우 더운 날씨였지만 아름다운 경치를 가진 지역이었다. 학회 장소의 뒤로는 싱가포르의 랜드마크인 Marina Bay Sands 호텔과 앞으로는 머라이언상과 Marina Bay를 한눈에 볼 수 있는 Sands Expo and Convention Centre는 최고의 장소였다.


    올해 ICRA는 총 3,221명이 참석하였으며 2,289편의 논문이 제출되었고, 이 중 41%인 938편이 채택 되었다. 프로그램은 워크샵, 정규세션, 6번의 키노트, 전시회로 구성이 되어 있었다. 11~12개의 트랙을 동시에 진행하였고 각각 발표자들은 5분 스포트라이트 세션과 35분의 인터렉션 세션을 진행하였다. 5분간 자신의 연구내용을 간략하게 설명하고 35분간 관심있는 발표자를 찾아가 여러 연구자들과 토론해 볼 수 있는 아주 좋은 기회가 되었다.

    특이한 점은 지금까지 책으로 학회에 대한 정보들을 제공했는데 이번에는 태블릿을 제공하여 학회 정보를 제공하였다. 책만의 장점이 있지만 검색기능을 사용해 원하는 정보를 간편하게 찾을 수 있다는 강점을 가지고 있었고 무엇보다 가지고 다니기 간편하여 앞으로도 태블릿으로 제공한다면 더욱 편리하고 효율적으로 학회를 여러 연구자들이 활용 할 수 있을 것 같다.


    Late Breaking Results 포스터 세션에 ‘Enhancing Situational Awareness for Teleoperation Tasks’ 논문을 발표하였다. 발표는 공저자인 이현진 연구원이 발표를 하였다. 연구내용을 간단히 설명하자면 햅틱 디바이스로 원격제어를 할 때 작업자에게 피드백을 주어 원격지의 상황을 인지시키는데 이러한 인지능력을 향상시키기 위하여 가이드라인을 제시하였고 로봇 팔을 이용하여 작업 할 시 Joint Limit 이나 Singularity 등에 대한 피드백을 작업자에게 주는데 이 때 다양한 피드백을 작업자에게 동시에 줄 때 어떻게 피드백을 주면 될 지 또는 어떤 피드백을 주어야 가장 효율적인 작업을 작업자가 할 수 있을지에 대한 연구방향을 제시하는 연구내용이다.

    전시회장 앞쪽에 있는 넓은 공간에서 발표하였으며, 많은 사람들이 질문을 하여 연구하고 있는 것을 많은 사람들에게 전달하였고 발표자들의 긴장감과 기대감이 섞인 표정들을 볼 수 있었다. 포스터 발표를 진행하면서 주변에 다른 발표자들의 연구내용에 대해 질문을 하며 많은 교류를 하여 좋은 기회가 되었고 많은 경험을 하였다.


    시상식에는 최우수 학회 논문상, 최우수 학생 논문상, 최우수 자동화 논문상, 최우수 의료 로봇 논문상 등 2가지 최우수 논문상과 8가지 분야의 최우수 논문상 그리고 Associate Editors와 Reviewers상을 수여 하였다. 서울대학교 김효인, 이현범, 최승원, 김영권, 김현진 저자의 ‘Motion Planning with Movement Primitives for Cooperative Aerial Transportation in Obstacle Environment’ 논문이 최우수 학생 논문상 후보에 올랐고, 삼성종합기술원 임복만, 형승영, 이주석, 세기홍, 장준운, 심영보 저자의‘Simulating Gait Assistance of a Hip Exoskeleton: Case Studies for Ankle Pathologies’ 논문이 최우수 HRI(Human-Robot Interaction) 논문상 후보에 올랐다.


    최우수 논문상은 미국 펜실베니아 대학의 GRASP Lab.의‘Probabilistic Data Association for Semantic SLAM’이다. SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)에 대한 기존의 접근 방식은 점, 선, 면 등 낮은 수준의 기하학적 형상에 의존을 하고 있는데 이러한 낮은 수준의 특징에 근거한 방식은 관점에 따라 혹은 모호한 환경, 반복되는 환경에서 실패할 가능성이 있다. 그리고 동일한 클래스의 여러 개체를 가진 지도는 중요한 데이터 관련하여 문제가 생긴다. 본 논문에서는 이산 데이터 결합 및 랜드 마크 클래스 확률의 추정 및 메트릭 상태에 걸친 연속 최적화를 하였고, 실내외에서 알고리즘 평가를 하여 성능을 입증한 결과를 보여주었다.



    최우수 학생 논문상은 스위스 취리히 연방공과대학교의‘Autonomous Robotic Stone Stacking with Online Next Best Object Target Pose Planning’이다. 이 논문에서는 파편이나 암석 등 불규칙한 물질을 이동시키는 작업을 위하여 임의의 초기 방향으로 Gradient Descent를 사용하는 스태킹 포즈 탐색방법을 이용해 무작위로 배치 된 물체들을 검색하는 Pipeline을 제시한다. 로봇 매니퓰레이터를 이용하여 임의의 바위 4개를 이용해 자동으로 탑을 쌓는 실험을 11회 연속 시도하여 상당히 흥미로운 우수한 결과를 보였다. 이 발표내용을 보았을 때 매우 인상적이었다. 왜냐하면 이러한 무작위로 배치된 불규칙한 물질을 이동시키는 작업에 대한 연구를 생각하지 못 했는데 앞으로 꼭 필요한 기술이기에 이목을 끌었다.


    필자의 관심분야인 농업용로봇세션이 2016 ICRA에는 Regular Session(Robotics in Agriculture and Forestry)세션이 있었고 2016 IROS에는 Autonomous Farming Technologies and Agricultural Robotics세션이 있었는데, 2017 ICRA에는 Service Robotics세션에 농업용 로봇에 대한 논문들이 발표되었다.

    호주 시드니대학교의 ‘Deep Fruit Detection in Orchards’는 망고, 아몬드, 사과를 감지하는 연구를 하는데 최첨단 개체 검색 프레임 워크 인 Faster R-CNN 을 사용하고 있다. 이미지 당 100 ~ 1000개의 과일을 포함한 과수 데이터를 작업하기 위해 Faster R-CNN 프레임 워크의 타일 방식이 도입되었다. 그 결과 사과와 망고가 90퍼센트 이상으로 이전 연구와 비교하여 최고의 검출 성능을 얻었다.



    다음은 미국 카네기멜론대학교의 ‘The Robotanist: A Ground-Based Agricultural Robot for High-Throughput Crop Phenotyping’은 사탕 수수나 옥수수 등의 작물의 Canopy 아래로 자율 주행하면서 탐색 할 수 있는 새로운 로봇 기반의 플랫폼을 제안하였다. 이 로봇은 비접촉 센서 모듈식 어레이를 이용해 식물의 줄기 강도를 측정하여 데이터를 수집 할 수 있도록 한다. 이러한 작업을 할 때 노동력을 많이 필요로하고 오류가 발생하기 쉬운데 이 연구는 이러한 점을 보완할 수 있는 기술로, 저렴한 비용으로 유전자 형을 더 쉽게 매핑 할 수 있으며, 이로 인해 농작물 수확량이 개선 될 것으로 보인다.


    다음은 호주 퀸즈랜드대학의 ‘Autonomous Sweet Pepper Harvesting for Protected Cropping Systems’는 파프리카를 자동으로 수확하는 기계를 소개한다. 파프리카를 수확하기 위하여 효과적인 비전 알고리즘과 새로운 엔드 이펙터 디자인을 결합하여 자동 수확률을 높이는데, 58%로 그렇게 높지는 않은 결과이지만, 최근 농업용 자동 수확기 연구들과 비교하고 실제 농업환경을 고려하면 낮지 않은 수치이다.


    다음은 Vijay Kumar 교수 연구팀의 멀티로봇에 대한 연구로 필자가 관심을 가졌었는데, 최근 농업용 로봇 연구도 하고 있음을 볼 수 있었고, 연구 발표 내용도 매우 흥미로웠다. 제목은 미국 메사추세츠대학교의 ‘Counting Apples and Oranges with Deep Learning: A Data Driven Approach’이다. 이 논문에서는 미지의 농업 환경에서 과일을 정확하게 계산하는 딥 러닝 기반의 과일 수를 세는 파이프라인에 대해 연구했다. 입력 이미지에서 과일 수에 매핑하는 딥 러닝을 사용하는 새로운 방법을 제안하였고, 낮과 오후에 오렌지, 녹색 사과에 대하여 실험을 진행하는데 훈련 시간이 짧고 데이터 세트의 크기가 제한되어 있더라도 뛰어난 성능을 보여주었다. 조명의 변화와 나뭇잎, 그 주변의 과일 배색에 의한 외관의 변화에 따라 신뢰할 수 있는 과실 수를 얻는 것은 어려운 점을 감안하면 매우 흥미로운 연구임을 알 수 있다.


    마지막으로 호주 퀸즈랜드대학교와 스위스 취리히연방공과대학교의 ‘Peduncle Detection of Sweet Pepper for Autonomous Crop Harvesting – Combined Colour and 3D Information’은 위에서 소개한 ‘Autonomous Sweet Pepper Harvesting for Protected Cropping Systems’에서 효과적인 비전 알고리즘에 대한 논문이다. 파프리카 수확에 있어 3D공간에서 정확한 파프리카 꼭지 부분을 검출하는 것은 안정적인 자율 수확을 하기에 필수적인 요소이다. 이 논문에서는 RGB-D 센서에서 얻은 정보와 형상 정보 그리고 Supervised-Learning을 이용하여 꼭지부분 감지 작업을 한다. 결과는 야외에서 실험하여 피망 줄기 검출에 대해 0.71 AUC를 달성하였다. RGB-D 센서와 형상 정보 그리고 Supervised-Learning을 같이 이용한 연구 결과는 매우 인상적이었다.


    이번 ICRA에서 농업용 로봇 분야의 연구 결과는 많지는 않았지만 최근 주목을 받기 시작하여 많은 연구들이 진행되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 자동 수확 기술, 농업용 비전 연구, UAV를 이용한 모니터링 등에 대한 연구 결과가 발표 되었다. 농업용 로봇 분야는 다른 분야에 비해서 초기단계이지만 앞으로 다른 분야의 기술들을 접목시킨다면 미래 농업에 많은 도움을 주는 깊이 있는 연구들이 진행 될 것으로 기대한다.

    논문 발표 이외에도 워크숍, 전시회가 있었다. 전시회에는 많은 업체와 대학이 참가해여 많은 연구동향과 재미있는 볼거리들이 있었다. Bitcraze에서는 Loco 라는 포지셔닝 시스템을 선보였고 매니퓰레이터 로봇을 전시한 업체 중 이것을 기반을 만들어온 ABB가 가장 주목을 받았고 그 외에도 Kinova, Kawasaki, Torobo 등 많은 업체들 또한 적지 않은 연구자들에게 주목을 받았다. 또한 주변에서는 많은 연구자들이 열띤 토론을 하는 것을 심심치 않게 볼 수 있었다. 장소도 좁지 않고 넓어서 관람하기에 편했다. 더 많은 정보가 궁금하다면 http://www.icra2017.org 이 웹사이트를 참고하면 된다.




    뱅큇과 페어웰로 나이트 사파리를 참석했다. 이번 학회에서는 점심을 제공하였는데 상당히 고급스럽게 제공되었다. 뱅큇 역시 대형홀에서 고급스러운 음식들과 음료를 제공하여 즐거운 시간을 보냈다. 그 곳에서 호주에서 온 연구자와 각자의 연구실과 연구 방향에 대하여 대화하며 친해지고 함께 음식을 즐겼다.


    학회장에서 약 40분정도 버스로 이동을 하여 참석한 페어웰로 나이트 사파리에서는 저녁식사와 짧은 공연, 그리고 차를 타고 이동하며 관람하는 사파리 체험이 있었다. 주변 환경을 사파리에 온 것처럼 잘 조성을 해서 몰입도가 있었고, 매우 다양한 동물들을 볼 수 있었다.



    그 동안 많은 학회들을 가 보았지만 이번 ICRA는 학회에서 많은 것을 준비 했다는 것을 느낄 수 있었고, 무엇보다도 로봇 자동화 최대 규모의 학회인 만큼 이 분야의 최고 권위자들의 연구 결과들은 흥미로운 점이 많았다. 이번 학술대회에서는 Motion and Path Planning라는 키워드가 가장 많이 사용 된 만큼 Planning을 위한 연구 결과가 주를 이루었다. 그리고 Aerial Robotics 또한 이번 학회에서 많은 연구 결과를 보였다. 이러한 기술들은 농업용 로봇 및 자동화에 꼭 필요한 기술들이다. 아직 농업용 로봇은 연구개발 단계가 초기이지만 이 기술들을 농업에 적합하게 연구가 이루어진다면 머지않아 농업용 로봇 또한 주목을 받는 시기가 오지 않을까 생각한다.

    2018년 ICRA는 호주에서 5월 21일 ~ 25일에 진행 할 예정이다.

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    전체댓글3

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    |2017.06.15
    인상적인 논문에 대한 호기심이 연구로 . 그리고 실생활에 대한 접목으로 이어질 수 있기를 기대합니다.
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    |2017.06.15
    새롭네요. 많은 연구자들이 해외연구자와 교류했으면 하는 바램입니다.
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    |2017.06.15
    잘보았습니다! 농업용 로봇이 주목을 받는 시기가 빠른시일내에 왔으면 하네요 ㅎㅎ
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