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[인공지능, 로봇] AI는 마이크로 로봇이 수영과 탐색을 배우도록 도와준다. 산타클라라 대학교, 뉴저지 공과대학 및 홍콩 대학의 연구원 팀은 심층 강화 학습을 사용하여 마이크로 로봇에게 수영하는 방법을 가르치는 데 성공했다. 새로운 개발은 마이크로 수영 기능의 주요 단계이다.

https://www.unite.ai/ai-helps-microrobots-learn-to-swim-and-navigate/

JM Kim | 기사입력 2022/08/15 [00:00]

[인공지능, 로봇] AI는 마이크로 로봇이 수영과 탐색을 배우도록 도와준다. 산타클라라 대학교, 뉴저지 공과대학 및 홍콩 대학의 연구원 팀은 심층 강화 학습을 사용하여 마이크로 로봇에게 수영하는 방법을 가르치는 데 성공했다. 새로운 개발은 마이크로 수영 기능의 주요 단계이다.

https://www.unite.ai/ai-helps-microrobots-learn-to-swim-and-navigate/

JM Kim | 입력 : 2022/08/15 [00:00]

 

전문가들은 박테리아와 같이 자연적으로 발생하는 수영 미생물과 유사하게 탐색할 수 있는 인공 마이크로 수영자를 만드는 데 지속적으로 집중해 왔다. 이 마이크로수영선수(microswimmer)는 표적 약물 전달 및 미세 수술과 같은 미래의 다양한 생물 의학 응용 분야에 사용될 수 있다. 개발에 중점을 두더라도 오늘날 대부분의 인공 마이크로수영선수는 고정된 보행 보행으로 간단한 기동만 수행할 수 있다.

 

새로운 연구는 Communications Physics에 게재되었다.

 

AI로 마이크로수영선수(microswimmer) 교육하기

 

이 연구에서 팀은 AI가 마이크로 수영자들에게 변화하는 조건에 적응하도록 가르칠 수 있다고 추론했다. 마이크로수영선수(microswimmer)는 인간과 유사하게 수영을 배우기 위해 강화 학습과 피드백이 필요하지만 고유한 도전 과제가 있다.

 

On Shun Pak은 산타클라라 대학교의 기계 공학 부교수이다.

 

On Shun Pak미시적 규모에서 수영을 할 수 있다는 것 자체가 어려운 일이다. "마이크로 수영 선수가 보다 정교한 동작을 수행하기를 원할 때 보행 보행의 디자인은 빠르게 다루기 어려워질 수 있다."고 말한다.

 

ANN과 강화 학습 결합

 

팀은 인공 신경망(ANN)과 강화 학습을 결합하여 간단한 마이크로수영선수가 임의의 방향으로 수영하고 탐색할 수 있도록 성공적으로 가르쳤다. 마이크로수영선수는 특정 행동에 대한 피드백을 받은 다음 환경과 상호 작용하는 경험을 기반으로 수영 방법을 점진적으로 배우는 데 사용한다.

 

Alan Tsang은 홍콩대학교 기계공학과 조교수이다.

 

 

 

Tsang "인간이 수영하는 법을 배우는 것과 유사하게, 마이크로 수영 선수는 '신체 부분'(이 경우 3개의 미세 입자와 확장 가능한 링크)을 스스로 추진하고 회전하는 방법을 배운다."라고 말했다. "인간의 지식에 의존하지 않고 머신러닝 알고리즘에만 의존한다."

 

AI로 구동되는 수영 선수는 적응적으로 다른 보행 사이를 전환할 수 있으므로 스스로 목표 위치를 탐색할 수 있다.

 

연구원들은 명시적으로 프로그래밍되지 않은 복잡한 경로를 따라갈 수 있도록 함으로써 마이크로 수영 선수의 힘을 보여주었다.

 

Yuan-nan Young은 뉴저지 공과 대학의 수리 과학 교수이다.

 

Yuannan Young "이는 복잡한 환경을 자율적으로 탐색할 때 생물학적 세포처럼 적응할 수 있는 마이크로 수영 선수를 개발하는 문제를 해결하기 위한 첫 번째 단계이다."라고 말했다.

 

이와 같은 적응형 행동은 생물의학 응용 분야에서 많은 가능성을 보여준다.

 

Arnold Mathijssen은 펜실베니아 대학교의 마이크로 로봇 및 생물 물리학 전문가이다. 그는 연구에 참여하지 않았다.

 

Mathijssen "이 작업은 인공지능의 급속한 발전이 유체 역학의 운동 문제에서 해결되지 않은 문제를 해결하기 위해 어떻게 활용될 수 있는지에 대한 핵심 예이다."라고 말했다. "이 작업에서 머신러닝과 마이크로 수영 선수 간의 통합은 이 두 가지 매우 활발한 연구 분야 간의 추가 연결을 촉발할 것이다."고 말한다.

 

 
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