로봇 친구, 앨리스

로봇 친구, 앨리스 - 로봇 박사와 함께 만드는 인공지능 휴머노이드 로봇 ㅣ 자음과모음 청소년수학과학 4
한재권 지음 / 자음과모음 / 2023년 4월

인공지능 로봇을 만들어 보자

책을 선택한 이유

SF에서 스스로 생각하는 로봇은 주요 소재다.

챗GPT 등 인공지능의 급격한 발전은 SF 속 로봇이

상상속 이야기만이 아님을 실감케 한다.

현재 로봇 기술 수준을 알아보기 위해 "로봇 친구, 앨리스"를 선택한다.

"로봇 친구, 앨리스" 는

1장 친구 로봇, 네 이름은 앨리스야!

2장 로봇을 어떻게 만들면 좋을까?

3장 컴퓨터로 앨리스의 몸통을 채워 보자

4장 앨리스가 팔로 일을 하게 만들자

5장 앨리스를 두 다리로 걷게 하자

6장 안전한 친구 로봇으로 만들고 싶어

7장 우리는 밥으로, 앨리스는 전기로 충전!

8장 우리는 감각으로, 앨리스는 센서로 느끼는 세상

9장 로봇도 공부가 필요해

10장 앨리스, 감정을 표현하다

11장 앨리스, 같이 축구하자!

12장 로봇과 함께 살아갈 세상

으로 구성되었다.

1장 친구 로봇, 네 이름은 앨리스야! 에서는

휴머노이드 로봇 앨리스를 만드는 아이디어를 모아본다.

친한 친구 같은 로봇을 만들기라는 목표를 위해

로봇의 기능, 로봇의 스펙, 로봇의 이름을 지어본다.

앨리스는 인공 지능 로봇의 약자다.

2장 로봇을 어떻게 만들면 좋을까? 에서는

목표로 하는 로봇을 만들기 위한

로봇의 신체 비율 정하는 방법, 재료 선정,

3D CAD로 최적 설계를 통해 형상을 설계해 본다.

3장 컴퓨터로 앨리스의 몸통을 채워 보자 에서는

앨리스 몸통 설계를 시작해 본다.

인간의 주요 장기와 로봇의 전자 장비는 기능이 다르므로

로봇의 형태에 맞는 재배치가 필요하다.

무게 중심 고려, 인간 신체와 유사한 위치 배치,

한정된 공간의 효과적 부품 배치, 사양 선정시 유의사항,

CPU와 GPU의 차이, 인공 지능과 관절 계산을 폼팩터로

연결하는 방법을 알아본다.

4장 앨리스가 팔로 일을 하게 만들자 에서는

로봇이 처한 환경에 맞는 로봇을 설계해야 한다.

로봇 팔다리에 적정 자유도를 갖는 모터를 선정해야 한다.

로봇의 가반 중량을 정하고 모터 토크를 계산하며,

팔의 길이, 움직임을 고려한 모터 배치를 통해

필요한 모터의 토크를 재계산하고,

가벼우면서 강성있는 프레임을 선택해

앨리스가 음료수를 들 수 있도록 한다.

5장 앨리스를 두 다리로 걷게 하자 에서는

이족 보행은 뛰어난 균형감각을 요구한다.

로봇이 인간과 함께 생활하기 위해서는

휴머노이드가 바람직 하다.

다리의 자유도 결정하기, 무릎 모터 선정하기,

다리 관절모터 정하기, COP와 두 발로 걷기,

F/T 센서, ZMP 관계식을 알아본다.

6장 안전한 친구 로봇으로 만들고 싶어 에서는

로봇의 가장 중요한 기능은 안전이다.

센서로 비상 상황에 대처하기, 균형 잡기,

관성 센서로 몸의 중심을 유지하는 방법을 알아본다.

7장 우리는 밥으로, 앨리스는 전기로 충전! 에서는

사람은 음식을 먹고 에너지를 얻지만 로봇은 전기로 움직인다.

배터리는 로봇 성능 향상의 가장 중요한 요소다.

배터리 전압 선정, 전류값 알아내기,

배터리 용량 선정과 설치 위치를 알아본다.

8장 우리는 감각으로, 앨리스는 센서로 느끼는 세상 에서는

시각 정보 처리에는 많은 에너지가 소모된다.

인간은 감각을 통해 주변 상황을 인지하고 대처한다.

로봇과 의사소통을 위해 필요한 시각, 청각, 후각

센서를 생각해 본다.

9장 로봇도 공부가 필요해 에서는

로봇이 사용할 인공 지능을 개발해야 한다.

인간의 유추 능력은 매우 뛰어나다.

신경망 인공 지능은 인간의 유추 능력 처럼 학습한다.

인공지능은 많은 학습 데이터로 사물을 인식하고

유추 능력을 발휘할 수 있다.

딥러닝, 데이터 학습, 음성 학습에 대해 알아본다.

10장 앨리스, 감정을 표현하다 에서는

TTS 기술은 말하기를 가능하게 한다.

로봇에게 인간처럼 감정을 표현하는 법을 알아본다.

감정 반응 프로그래밍, 감정 표현의 목적을 생각해 본다.

11장 앨리스, 같이 축구하자! 에서는

로보컵은 로봇이 월드컵 축구 우승팀을 이기는 것을 목표로 한다.

로봇은 스스로 공을 찾고 골도 넣어야 한다.

로보컵 퀄리피케이션, 로보컵 규칙,

삼십 초 퇴장 규정을 알아본다.

12장 로봇과 함께 살아갈 세상 에서는

로봇은 단순 노동, 위험한 일을 잘 할 수 있다.

로봇 기술의 발전은 일의 종류를 바꿀 것이다.

로봇을 존중하고 함께 살아가는 행복한 세상을 꿈꾼다.

"로봇 친구, 앨리스" 는 친구 같은 휴머노이드 로봇을 만드는

과정을 통해 로봇개발에 대해 이해하도록 한다.

로봇의 기능 선정, 몸통, 팔, 다리 설계,

이족 보행, 안정성 확보, 에너지 공급,

감각 느끼기, 딥러닝, 감정 표현 방법을 알아보고

2050년 월드컵 우승팀을 이길 목표를 가지고 추진되고 있는

로보컵 축구 대회를 소개한다.

친한 친구 같은 로봇을 만들기 위해

로봇이 갖추어야 할 기능, 스펙을 알아보고,

로봇의 형상 설계와 재료 선정,

무게 중심을 고려한 몸통의 부품 배치와

한정된 공간의 효과적 사용,

팔다리의 자유도 결정, 모터 선정과 배치,

센서의 활용을 통해 적절한 움직임 부여하기,

안전과 균형을 유지하기 위한 센서 활용,

효과적 배터리 선정과 위치 부여,

주변 상황을 인지하고 의사소통을 위한 센서 활용,

인공지능을 활용한 유추 능력을 학습하기,

감정 반응 프로그래밍을 활용한 감정 표현 등

인공지능 휴머노이드 제작 과정을 통해

인공지능 로봇을 이해하도록 한다.

2050년 월드컵 우승팀을 이길 목표로 각국에서는

로봇 축구팀을 개발하고 있다.

로봇 기술이 인간을 위협한다는 우려가 있지만

로봇은 새로운 기술이므로, 로봇 시대에서는

새로운 일자리가 창출될 것으로 예상한다.

로봇은 인류의 오랜 꿈이었고,

디지털 기술의 발전은 꿈을 실현시키고 있다.

현재 로봇 기술은 낮은 수준이지만 발전 가능성이 높다.

청소년들이 로봇에 대해 이해하고 관심을 갖는다면

우리의 상상속 로봇은 조만간 현실로 다가올 것이다.

"로봇 친구, 앨리스" 는 휴머노이드 로봇 제작 과정을 소개하며,

로봇의 작동 원리를 이해하면서, 로봇에 대한 관심을 갖게 한다.

미래 한국의 과학을 이끌어갈 청소년들이 로봇에 대해

쉽게 이해하도록 돕는다.

"로봇 친구, 앨리스"를 통해 한국의 미래를 이끌어갈

청소년들이 로봇에 많은 관심을 갖는다면

한국의 미래가 밝을 것이라는 생각이 든다.

자음과 모음 에서 "로봇 친구, 앨리스"를 증정해주셨다.

감사드린다.

#자음과모음 #로봇친구 #앨리스

#로봇친구앨리스 #한재권 #인공지능

#휴머노이드 #로봇 #인공지능로봇

#인공지능책 #청소년추천도서