로봇 개인 비서가 일상 현실이 되는 과정

최근 MWC 상하이에 참석했는데, 로봇들이 전시장을 지배했습니다. 급성장하는 시장에서 입지를 확보하려는 기업들이 거대한 첨단 기계를 선보였습니다. 눈에 띄는 것 중 하나는 Tug였습니다. 휠 달린 상자처럼 생긴 이동형 로봇 간호사인데, 현대 모바일 로보틱스의 모든 특징을 갖추고 있습니다: 정밀 내비게이션, 장애물 회피, 누군가가 앞을 가로막으면 정지하는 기능, 심지어 엘리베이터를 호출해 층을 바꾸는 능력까지.

환자에게 약과 식사를 배달하는 임무를 맡은 Tug는 이미 미국 37개 재향군인 병원에서 활약 중입니다. 과로한 간호 인력에게 얼마나 큰 안도감을 줄지 상상해 보세요. 의료 외에 유사한 어시스턴트가 요양원, 교육 현장, 레스토랑, 호텔에 배치되고 있습니다. 스마트 스피커의 성공에 이어 차세대 개인 비서가 실질적인 일상 로봇으로 변모하고 있습니다. Amazon은 이미 창고에서 10만 대 이상의 로봇을 운영 중이며 가정용 로봇 솔루션을 소비자에게 제공할 준비를 하고 있습니다.

공상과학처럼 느껴지지만 현실은 홈 어시스턴트 로봇이 오늘 출하되고 있다는 것입니다. 그러나 과제는 상당하며 자율주행 문제와 닮은 점이 많습니다. 주요 이슈로는 동적 실내 환경 내 내비게이션, 실시간 장애물 회피, 갑작스러운 IV 스탠드나 떨어진 패키지 같은 임시 변화에 적응하는 능력이 있습니다. 차선과 교통 규칙이 내비게이션을 단순화하는 자동차와 달리, 실내 로봇은 주변 환경을 지속적으로 매핑하고 재매핑해야 합니다. 게다가 자연어 인터페이스는 사치품이 아닙니다. 오배달이 심각한 결과를 초래할 수 있는 환경에서 명확한 의사소통을 위해 필수적입니다.

로봇 건강 어시스턴트 (출처: CEVA/Shutterstock)

Gartner는 미래 로봇 어시스턴트를 뒷받침할 상위 10개 AI 및 센싱 역량을 최근 발표했습니다:

• 컴퓨터 비전: 장면 분석 및 객체 인식
• 생체 인식 및 인증: 권한 있는 사용자만 명령 내릴 수 있도록 보장
• 대화형 인터페이스: 음성 인식과 자연어 처리 결합
• 음향 장면 분석: 개 짖는 소리나 유리 깨지는 소리 같은 독특한 소리 감지
• 위치 감지: 사람이나 물체와의 위치 및 근접성 지속적 결정
• 자율 이동: 장애물과 충돌하지 않고 목표 위치로 내비게이션
• 엣지 사이드 AI: 클라우드에만 의존하지 않고 핵심 기능 로컬 실행

대부분의 개발자는 멀티코어 GPU 플랫폼에서 프로토타이핑을 시작합니다. 이는 초기 테스트에 편리하고 강력한 솔루션을 제공합니다. 그러나 양산량이 늘어나면 기성 GPU의 높은 비용, 상당한 전력 소모, 차별화 부족이 제한 요인이 됩니다. 여기서 맞춤형 ASIC 또는 DSP 솔루션이 등장해 동일한 지능을 더 낮은 비용과 에너지 소비로 제공합니다.

DSP는 효율적인 고정소수점 연산과 유연한 양자화 덕분에 머신러닝 워크로드에서 GPU 대비 와트당 성능 이점으로 잘 알려져 있습니다. 볼륨에 민감한 엣지 애플리케이션에서 전용 DSP는 비용과 효율성 모두에서 일반 GPU를 능가하는 경우가 많습니다.

DSP가 GPU의 역량과 맞먹을 수 있을까요? 많은 핵심 작업에 대해 그렇습니다. 포지셔닝, 추적, 객체 인식, 제스처 감지 같은 컴퓨터 비전 워크로드는 오늘날 임베디드 DSP 플랫폼으로 처리 가능합니다. 클라우드에 지속적으로 쿼리할 필요 없이 로컬 재훈련을 지원하는 자율 내비게이션도 GPU에서 발견되는 동일한 인식 역량을 활용합니다.

음성 인식, 인증, 음향 장면 분석도 임베디드 솔루션으로 오프로드 가능합니다. 마이크 캡처와 방향 찾기부터 기본 단어 스포팅, 자연어 이해까지 파이프라인이 많은 애플리케이션에서 로컬로 처리될 수 있습니다. 제한된 어휘나 비언어적 신호 감지만 필요한 시나리오에서는 전체 과정이 완전히 엣지에서 실행되어 클라우드 리소스가 전혀 필요 없을 수 있습니다. 새로운 연구는 향후 더 정교한 NLP 작업도 온디바이스에서 가능할 수 있음을 시사합니다.

오늘날 생태계는 프론트엔드 음성 처리, 딥러닝 추론, IoT 통합을 간소화하는 성장하는 엣지 AI 플랫폼 제품군을 제공합니다. 이러한 솔루션을 활용하면 개발자는 유비쿼터스 로봇 개인 비서의 배포를 가속화할 수 있습니다.

Moshe Sheier는 CEVA의 전략 마케팅 디렉터로, CEVA 핵심 타겟 시장과 미래 성장 영역의 기업 개발과 전략적 파트너십을 감독합니다. Moshe는 혁신적인 DSP 기반 솔루션을 시장에 선보이기 위해 선도적인 SW 및 IP 기업들과 협력합니다. 여가 시간에는 산악자전거를 타고 합기도를 수련합니다.