KAIST 심현철 교수 공동연구팀, 비행 조종 매뉴얼 읽고 비행기 조종하는 인간형 로봇

민간, 군용 항공기 조종하며 각종 이동수단을 인공지능 활용해 조작할 수 있도록 개발

KAIST 전기및전자공학부 심현철 교수와 주재걸, 윤국진, 김민준 교수가 참여한 공동연구팀이 일반적인 언어(자연어)로 기술된 매뉴얼을 이해하고 이를 기반으로 비행기를 직접 조종이 가능한 인간형 로봇, '파이봇'을 개발했다.

휴머노이드 파일럿 ‘파이봇(Pibot)’은 최근 영화 탑건 매버릭에서 전설적인 파일럿 매버릭의 비행로 등장하여 화제다.

이는 실제 비행기 조종이 가능하며 연구팀은 향후 민간, 군용 항공기 조종뿐만 아니라 탱크 장갑차 등 각종 이동수단을 인공지능을 활용해 조작할 수 있도록 개발한 것이다.

연구책임자인 KAIST 심현철 교수와 주재걸, 윤국진, 김민준 교수가 참여한 공동연구팀은 일반적인 언어로 작성된 조종 매뉴얼을 읽고 이해하는 ‘자연어 처리기반 인간형 조종사 로봇 개발’ 미래도전과제의 지원을 기반으로 인공지능과 로보틱스 기술을 적용해 인간형 로봇이 실제 항공기 조종석에 착석해서 기존 항공기를 전혀 개조하지 않고 착석한 다음, 조종석의 다양한 장치들을 직접 조작해 비행하는 방식을 선보였다. 기존 항공기의 자동비행장치(오토파일럿)이나 무인 비행만 가능한 무인항공기와는 근본적인 차이가 있다.

관련 연구진이 개발 중인 조종사 로봇은 인간 조종사에게는 불가능한 전 세계 항공차트(Jeppson Chart)를 전부 기억하여 실수 없는 조종이 가능하며, 특히 최근 큰 이슈가 된 ChatGPT 기술을 활용하여 항공기 조작 매뉴얼 및 비상 대처절차를 담은 자료(QRH)를 기억, 즉각적으로 대응할 수 있고 항공기의 비행 상태를 기반으로 실시간으로 안전한 경로를 계산할 수 있어 인간 조종사보다 훨씬 빠르게 비상 상황에 대처하는 것이 가능하다.

비행시뮬레이터에 탑승한 파이봇 (위에서 내려다 본 모습)

비행시뮬레이터에 탑승한 파이봇 (위에서 내려다 본 모습)

비행 시뮬레이터에 탑승하여 조종중인 파이봇(측면)

또한 기존 로봇이 고정된 위치에서 반복적인 작업만 가능한 것에 비해 조종사 로봇은 장착된 카메라로 조종석 내부 및 항공기 외부 상황을 파악하고 조종간의 각종 스위치들을 정확하게 조작하는 것이 가능하며, 고정밀 강인 제어 기술을 적용해 진동이 심한 항공기 내부에서 정확한 로봇 팔 및 손 제어가 가능하다.

조종사 로봇은 현재 비행 조종 시뮬레이터에서 항공기의 시동부터 택싱, 이착륙, 순항, 주기 등 모든 조작을 수행하고 있으며, 연구팀은 조종사 로봇을 실제 경비행기에 적용해 항공기를 직접 조종하여 검증할 계획이다. 본 과제의 책임자인 심현철 교수는 “인간형 조종사 로봇은 기존의 항공기들을 전혀 개조하지 않고 즉각적으로 자동 비행이 가능해 실용성 및 활용성이 매우 높으며, 항공기뿐만 아니라 자동차, 장갑차 등 다양한 장치의 조작도 가능해 병력자원 고갈이 심각한 현 상황에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

한편, 이 연구과제는 국방과학연구소의 미래도전과제(총 57억원)를 지원받아 KAIST 전기및전자공학부 심현철 교수(연구책임자), 김재철AI대학원 주재걸 교수, 기계공학부 윤국진 교수, 전기및전자공학부 김민준 교수의 협업으로 2022년부터 개발이 진행되고 있고 개발 완성 시점은 2026년이며 민간 및 군용 활용을 목적으로 사업화 방안도 모색중이다.

UNIST 홍보실 제공