세간의 기대를 받던 테슬라봇 ( Tesla Bot )이 드디어 베일을 벗었다.

하여 휴머노이드 를 전공한 사람으로써 리뷰를 남긴다.

일론 머스크가 호언장담했기때문에 나 역시 기대가 컸다.

결론을 먼저 말하자면 생각보다 로봇의 퀄리티가 뛰어나지 않다.

그래도 AI부분이 괜찮아서 어느정도 기대를 걸어볼 만 하다.

우선 테슬라봇 의 목표 스펙은 다음과 같다.

• 보행속도 : 8 km/h
• 운반무게 : 20kg
• 작업 가능 무게 : 4.5kg
• 데드리프트 : 68kg

목표로 제시한 보행속도와 데드리프트 무게는 세계 최고 수준이지만

아직은 프로토타입이기때문에 기존 로봇들에 미치지 못했다.

Kajita 가 ZMP 보행에 대한 논문을 공개한 이후로 보행은 더이상 난제가 아니다.

링크에서 만든 로봇의 보행도 불과 1~2개월만에 구현할 수 있었다.

테슬라봇 또한 특유의 움직임을 볼 때 ZMP 제어를 기반으로 한다.

현재는 보행과 관련하여 공개된 SW , 자료가 워낙 많기때문에

테슬라봇 수준의 보행은 대학원생들도 쉽게 구현할 수 있다.

AI 부분도 수준이 높긴 하지만 독보적인 정도는 아니다.

이미 2015년 DRC 대회에 출전한 MIT Atlas에서도 유사한 기술을 선보였다.

물론 테슬라봇은 Lidar 없이 비전 기반으로 했기때문에

업계 최고 수준으로 과소 평가할 필요 없다.

하지만 비전 기반 작업 역시 이미 논문들이 나오고 있는 만큼

업계/학계에서 독보적인 기술은 아니다.

그리고 기술이 뛰어나긴 하지만 홍보 영상이기때문에

온전히 다 믿을 수는 없다.

테슬라봇 장점 소개

이번에 공개된 테슬라봇 에도 주목할 부분이 있다.

많은 이들의 예상과 다르게 로봇의손 ( Hand)이다.

이번 Tesla AI day 의 시작이 robot hand의 카운트 다운이었을만큼

테슬라 에서 강조하는 부분이다.

현재 6개의 모터로 11 자유도를 움직일 수 있고 9kg까지 들 수 있다.

반면, 기존 로봇들은 MIT atlas 영상에서처럼 3~4지 형태의 Gripper 나

Ball 형태의 Hand 를 주로 쓴다.

그리고 Asimo 의 hand는 13개의 모터로 구동되기때문에 더 자연스럽고

다양한 움직임을 할 수 있지만 대신 파지력이 낮다.

테슬라봇 의 Hand 는 적당히 간략화 되면서 Payload도 크기때문에

훨씬 다양한 작업에 쓰일 수 있다.

자체 모터

또 한가지 테슬라봇 에서 주목할 부분은 바로 액추에이터 ( Actuator) 다.

아직 수요가 적은 만큼 로봇 제작 시 가장 큰 단가를 차지하고

로봇 전용 모터는 1~2개의 브랜드에서만 만든다.

다리의 경우 모터드라이버, 모터, 기어를 다 합치면

축당 400~500은 들어간다.

즉, 12자유도를 다 넣을 경우 하체만으로 5~6천만원이

필요하기때문에 보행 로봇은 보편화가 더디다.

그러나 테슬라는 전기차를 만들면서 모터 자체 생산 기술을 연구했기때문에

모터, 드라이버 생산 단가를 줄일 수 있다.

따라서 로봇의 단가를 획기적으로 줄일 수 있으며

목표 가격은 2900만원이다.

이번에 공개한 모터 스펙은 위와 같으며 로봇 개발자라면

누구나 탐낼 정도이다.

아마, 액추에이터 만 따로 사고싶은 연구자들도 많을 것이다.

테슬라도 이러한 모터의 강점을 보여주기 위해

퍼포먼스 차원에서 그랜드 피아노를 들어올렸다.

사실, 이 퍼포먼스는 보행에 그다지 중요하지 않은데

언론 플레이에 강한 테슬라의 특성을 잘 보여줬다.

결론

테슬라봇 은양산형/상업용 로봇을 목표로 한다.

따라서 Boston Dynamics의 Atlas처럼 단가가 몇억인 로봇과

비교해서는 안된다.

애초에 해당 로봇은 개발에 수년이 걸렸고 미국 국방과

관련 있기때문에 팔지도 않는다.

테슬라봇 은 개발1년차를 감안하면충분한 가능성을 보여줬다.

일론머스크 의 장점은 원래부터 기술이 아니라 빠른 상업화다.

따라서 테슬라봇 이 얼마나 빠르게 양산이 가능하고

얼마나 단가를 줄일 수 있을 지 귀추가 주목된다.

업계 최고수준인 Atlas와 Digit에 대해서는 곧 정리하겠다.

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한국에는 의외로 제대로 된 소스가 없어서 혹시 도움이 될까 해서 몇가지 정리해서 올릴 예정이다.

우선 라즈베리파이 제로가 생소한 사람들을 위해 간단히 소개를 해보겠다.

라즈베리 파이 제로는 크기가 65mm x 30mm x 5mm로 라즈베리 시리즈 중 크기가 가장 작다.

물론 이를 위해 많은 것을 희생해야 했다.

• 1GHz, Single-core CPU
• 512MB RAM
• Mini-HDMI port
• Micro-USB OTG port
• Micro-USB power
• HAT-compatible 40-pin header
• Composite video and reset headers
• CSI camera connector (v1.3 only)

제로는 2B보다 늦게 나왔음에도 싱글코어에 램 또한 512MB에 불과한다.

제로의 실성능은 1B와 유사한 수준이며 웹서핑이 힘들정도의 성능이다.

게다가 제로는 초소형, 초저가를 달성하기 위해 많은 부품이 삭제되었다.

심지어 usb포트는 1개에 불과하며 OTG를 사용하여야만 한다.

usb포트에 퓨즈가 생략되어 자주 뺐다 끼는 경우 포트가 타버릴 수 있다.

실제로 나도 한개 태워먹었고 같이 작업한분도 여러개 태워먹었다.

위에서 얘기했듯이 usb포트가 하나라 그게 타버리면 쓰레기통에 버려야한다.

그렇기 때문에 꼭 전원을 사용하는 허브를 사용하길 권한다.

최근에는 블루투스와 wifi 모듈이 탑재된 W모델이 출시되었다.

제로의 장점은 여러 부품이 삭제된만큼 저가(5달러)라는 것이지만 물론 한국에는 해당되지 않는다.

국내 엘레파츠, 디바이스마트에서 실구입가는 못해도 2만원 이상이다.

그래도 40핀 헤더가 기존의 라즈베리파이와 호환이 되며 소스 또한 거의 그대로 사용할 수 있다. 

위에 나열한 것처럼 장점보다 단점이 훨씬 많기 때문에

만약 소형의 라즈베리가 필요하다면 compute module 3 (CM3)이나 나노파이, 오렌지파이 제로를 쓰기 바란다.

나의 경우엔 의뢰인이 원했기때문에 어쩔 수 없이 제로로 진행하였다.

출처: https://geniuskpj.tistory.com/11 [geniuskpj의 블로그]

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로봇에 내장하기 위해서는 소형일 필요가 있어 IP 카메라 모듈을 찾아보았다.

IP카메라는 국산이 많이 있지만 국내에서 IP카메라를 취급하고 있는곳이 많이 없다.

일단 외국 회사 중 가장 유명한 Leopard imaging 부터 소개하겠다.

단가의 문제 때문인지 ip카메라 모듈들은 대부분 중국에서 생산되고 있다. 

반면 leopard imaging은 미국 실리콘밸리에서 1998년도 설립된 회사로 다양한 제품군을 가지고 있다.

일반 소비자가 접근 가능한 IP카메라 모듈을 파는 회사 중  그나마 고품질 부품을 사용하고 있고 메뉴얼 및 소프트웨어가 잘 구성되어 있다.

다른 고급 ip카메라 모듈을 파는 곳들은 너무 고가이거나 BtoB를 지향하고 있었다.

관심 있는 사람들은 다음 링크를 통해 제품 스펙, 가격을 확인해보세요.

Leopard imaging

문제는 leopard에서 파는 게 성능은 좋지만 쓸만한 건 가격대가 30만원대에서 시작한다.

그리고 보드가 무려 세겹으로 되어 있어서 상당히 높이(두께?)가 있다. 

좀 회의감을 느끼는 와중에 팀원이 카메라를 태워먹어서 비교적 저렴한 다른 모듈들을 찾아 보았다.

일단 국산 회사부터 찾아 봤는데 앞에서 말했다시피 소비자에게 파는 곳이 거의 없었다.

첫번째로 찾아본 곳은 와이즈콘(http://www.wisecon.co.kr) 이라는 회사였다.

CCTV관련 제품을 전문적으로 생산하는 곳으로 IP카메라 모듈 역시 따로 생산 하고 있었다.

스펙만 봤을 때 상당히 괜찮은 제품처럼 보였지만 따로 파는 쇼핑몰도 없었다.

회사에 가격정보, 데이터시트, 도면 등을 전화로 요청하였고 메일 준다고 했지만 3주째 답장이 없다.

아무래도 소량 판매용은 아닌듯 하다. 전화로도 도면, 데이터시트가 따로 없다고 했다.

그래서 다른 제품을 찾다가 한진데이타에서 파는 제품을 찾았다.

링크

한진데이타는 mcu와 관련된 다양한 센서 및 통신 모듈을 판매하는 곳이다. 비교적 저렴한 제품군을 판매하고 있다.

IP카메라 모듈은 이제품만 판매하고 있었는데 렌즈포함 10만원으로 상당히 저렴했다.

저가형 제품이라 120만 화소밖에 되지 않는 등 성능은 위에서 말한 카메라들에 비해 떨어진다.

그래도 720p정도면 일반적인 용도로 충분했다. (IP카메라의 화질은 화소수보다 CMOS 센서의 성능에 따라 갈린다.)

수령후 확인해봐도 나쁘지 않은 화질이었으며 저조도 화질도 나쁘지 않았다.

하지만 중국산 모듈을 그냥 보내주는거라 그런지 메뉴얼이 없다.

물론 문의하면 알려주는것 같긴 했지만 간단히 한두장 메뉴얼 만드는게 그렇게 어려웠나 싶다.

나는 검색을 통해 사용법을 알아내서 사용했다.

테스트용으로 한대만 샀고 3~4대가 더 필요했는데 어차피 중국산 모듈이라 aliexpress에서 사기로 했다.

같은 720p이면서 sony imx225센서를 사용해 훨씬 저조도 성능이 좋다.

우측사진이 imx225와 같은 라인인 imx224 센서를 쓴 것이다. 아래 사진들은 IR led를 썼을 때의 화면이다.(위 사진들은 안씀)

보면 알다시피 noise가 있긴하지만 다른 센서들과 비교했을 때 저조도 성능이 괜찮은 것을 알 수 있다.

물론 sony에는 starvis라는 저조도에 특화된 센서가 있지만 나는 그정도 까지는 필요 없어서 해당 제품을 사지않았다.

Aliexpress에서 찾은 제품 가격이 렌즈 포함 25불이었다.

위에서 말한 starvis 라인업에 해당하는 센서 (IMX291, 1080p지원)를 사용하는 모듈도 50불 정도 밖에 안한다. 

정리하자면 알리에서 구매할경우 불과 7~8만원으로 국내 구매 시 30~40만원에 해당하는 성능을 얻을 수 있다.

국내 cctv 업체들도 대부분 모듈을 수입해서 마킹만 바꿔서 쓸테니 상당한 차익을 챙기고 있을 것이다.

물론 중국산 제품들은 software가 엉망이긴 한데 어차피 국산도 따로 소프트웨어를 만드는 곳은 드물다.

출처: https://geniuskpj.tistory.com/10 [geniuskpj의 블로그]

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PC와는 WIFI를 통해 통신할 예정이라 유무선 공유기가 필요하다. 당연히 상용 공유기를 까서 넣는게 가장 간편하지만 크기가 문제이다.

개발중인 로봇에 공간이 없어서 상용 공유기를 넣을 수 없었다. 하지만 3개의 이더넷 포트를 가지면서 WIFI가 되는 모듈은 흔하지 않다.

협업중인 풍산 직원분께서 이더넷 to WIFI 모듈에 스위치 칩을 다는 방법을 제안했다.

그대로 구현 한다면

‘주변기기 – 스위치 – 이더넷toWIFI – PC’

위 형태로 연결이 된다는 소리인데 소형 이더넷 to WIFI 모듈은 1개의 유선포트만을 가지고 있기때문에  게이트웨이 역할을 할 수 있을지 의문이었다.

그런데 혹시나 해서 방금 PC와 노트북 2대를 이용해 확인해보니 아주 잘 됐다.

최종적으로 720P급의 IP카메라 2대 그리고 PC와 통신하는 1포트까지 무리없이 소화했다.

CCTV나 드론에 달리는 카메라의 경우 부피,무게, 배선, 가격때문에 한개 이상 달기 어렵다.

위와같이 구성하면 저렴한 가격과 최소한의 부피로 여러개의 카메라 정보를 무선으로 송신할 수 있다.

HLK-RM04는 기본적으로 시리얼을 WIFI로 주고받는 모드로 되어있는데 딜레이가 굉장히 적다.

다른 WIFI 모듈들은 일정 이상 버퍼가 차야 데이터가 보내진다.

따라서 예기치 않은 딜레이가 존재하고 실시간 제어에 맞지 않다.

우리는 IP175G칩을 직접 PCB에 넣어 사용했지만 알리 등에서 모듈로 판다.

소형 공유기가 필요할 때 꼭 써보기 바란다.

(HLK-RM04 모듈 – 10달러( EV 포함 15불) , IP175G 허브 모듈 – 5~10달러)

출처: https://geniuskpj.tistory.com/9 [geniuskpj의 블로그]

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