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제조사 소개서에는 없는 내용을 답해 드리고자 합니다. 설치에서 막히는 지점, 수업에서 실제로 쓰는 방법, 도입 후에 달라지는 것을 현장에서 확인한 대로 적었습니다. 많은 도움이 되시길 바랍니다.

처음이신가요? 피지컬 AI 시작하기개념부터 직접 해 보기까지, 읽는 순서대로 모았습니다
「흰 로봇에 색 입히기, 왜 자꾸 실패했나?」 — 화면 대신 코드로 되읽어야 했다. 피지컬AI 실험 썸네일(질문과 그래프 도식).

피지컬AI 실험

흰 로봇에 색 입히기, 6번 실패하고 7번째에 — 화면 대신 코드로 되읽어야 했던 이유

Isaac Sim으로 불러온 교육용 AMR로봇암이 온통 흰색이라 부위별 색을 입히려 했습니다. 재질을 만들어 연결해도 6번 동안 그대로 흰색이었고, 원인은 조명도 재질 종류도 아닌 "재질이 걸린 위치"였습니다. 같은 증상 뒤에 다른 원인을 하나씩 지운 기록입니다.

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「가상 로봇 수천 대, 다가가기를 배웠다?」 — 점수표의 빈틈으로 무너진 학습도 있었다. 피지컬AI 실험 썸네일(질문과 그래프 도식).

피지컬AI 실험

가상 로봇 수천 대가 11번 배운 다가가기 — 네 번은 점수표의 빈틈으로 무너졌다

교육용 AMR로봇암이 블록까지 다가가는 한 단계만 강화학습으로 가르쳤습니다. 11번 학습시켜 네 번은 "가만히 서 있기" 같은 꼼수로 무너졌고, 학습 점수가 좋아 보였던 한 번은 실제로는 한 번도 도착하지 못했습니다. 마지막 정책은 가상 환경 200번 중 199번 도착했지만 목표 시간에는 미치지 못했습니다.

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「가상에서 배운 걸, 실물에 옮겼더니?」 — 숫자 옆에 한계를 함께 적었다. 피지컬AI 실험 썸네일(질문과 그래프 도식).

피지컬AI 실험

가상에서 배운 다가가기를 실물에 옮겼더니 — 숫자 옆에 한계 9가지를 적은 이유

가상 환경에서 강화학습으로 배운 다가가기 정책을 실물 AMR로봇암에 넣고, 사람이 짠 규칙과 같은 자리에서 3번씩 비교했습니다. 다가가는 시간은 13.2초 대 19.4초였고, 가상에서 배운 "카메라를 두 칸 한 번에 숙이기"가 실물에서도 같은 거리에서 나왔습니다. 다만 한 자리·3번씩·낮은 배터리라는 조건이 붙은 결과입니다.

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「성공률 100%, 믿어도 될까?」 — 무엇에 대한 100%인지부터. 피지컬AI 실험 썸네일(질문과 그래프 도식).

피지컬AI 실험

블록 앞에 서기를 짧은 시간에 배웠다 — 성공률 100%를 의심하는 법

교육용 AMR로봇암이 블록 앞에 바로 서는 법을, 물리 엔진 없이 간단한 계산 환경에서 짧은 시간에 배웠습니다. 학습에 쓰지 않은 100가지 조건에서 100번 모두 성공했지만, 그 100%가 무엇을 뜻하는지부터 따졌습니다. 3D 물리 엔진으로 옮기자 한 번은 로봇이 날아갔고, 고친 뒤에야 한 조건에서 성공했습니다.

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「강화학습 실습, 설치는 어디서부터?」 — 받는 곳과 설치 순서, 막혔던 곳까지. 휴머노이드 교육 썸네일(질문과 도식).

휴머노이드·피지컬 AI

로봇 강화학습을 시작하기 전에 — Isaac Sim·Isaac Lab·MuJoCo 받는 곳과 설치 순서

로봇이 스스로 걷는 법을 배우게 하려면 시뮬레이터부터 깔아야 합니다. Omniverse·Isaac Sim·Isaac Lab·MuJoCo가 각각 무엇인지, 공식 내려받기 주소와 저희가 쓴 버전, 공식 사양과 저희 PC 사양, 설치 순서와 확인 방법, 저희가 실제로 막혔던 곳을 한 글에 모았습니다.

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「가상 K1, 박물관 안내를 해낼까?」 — 시드를 바꾼 세 걸음 모두 30바퀴씩 완주, 다만 시뮬레이션 기준. 휴머노이드 교육 썸네일(질문과 도식).

휴머노이드·피지컬 AI

가상 K1에게 박물관 안내를 맡겨 보았습니다 — 배운 걸음으로 코스를 돌고, 한 번 잘 나온 숫자는 믿지 않기

강화학습으로 배운 Booster K1의 걸음을 박물관 안내 시뮬레이션에 붙였습니다. 표식을 보고 전시물 앞까지 걸어가 해설하는 코스를 학습 시작 번호(시드)를 바꾼 세 걸음으로 각각 돌려 모두 출구까지 도착했고, 넘어짐은 없었습니다. 다만 모두 시뮬레이션이고, 걸음이 충분히 좋은지는 학습 시작 번호(시드)를 바꿔 여러 번 학습한 평균과 가장 나쁜 값으로 따로 판정합니다.

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「센서를 달았다, 그런데 맞게 붙었을까?」 — 가상 라이다, 스캔 방향 하나로 99.9%와 42.8%. 피지컬AI 실험 썸네일(질문과 그래프 도식).

피지컬AI 실험

가상 로봇에 눈과 균형 감각 달기 — 라이다·IMU를 붙이고 제대로 붙었는지 확인하기

가상 세계에 세운 교육용 AMR로봇암에 라이다와 IMU를 달았습니다. 사방에 벽을 세워 라이다 점이 벽에 붙는지로 확인했고, 스캔 방향을 반대로 읽으면 42.8%만 맞는다는 것을 알았습니다. IMU는 만드는 순서 하나로 값이 0에 머물렀습니다. 실제 사양을 구하지 못한 라이다를 어떻게 다뤘는지도 적었습니다.

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「학습 전에 세상부터 만들었다?」 — 가상 로봇의 연습장, 고장 없이 도는지부터 점검. 피지컬AI 실험 썸네일(질문과 그래프 도식).

피지컬AI 실험

학습 전에 세상부터 만든다 — 가상 로봇의 연습장과 라이다 관찰값 설계

강화학습을 시작하기 전에 가상 로봇이 연습할 세상부터 만들었습니다. 장애물을 매번 다른 자리에 놓는 연습장, 수천 개의 라이다 점을 몇십 개 숫자로 줄이는 관찰값, 팔을 굽혀 카메라가 바닥을 보게 하는 자세까지. 학습은 아직 하지 않았고, 연습장이 고장 없이 돌아가는지부터 점검한 기록입니다.

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「점수는 올랐는데 로봇은 아무것도 안 들었다?」 — 연습 환경 98번 통과, 접촉 물리 0번. 피지컬AI 실험 썸네일(질문과 그래프 도식).

피지컬AI 실험

로봇이 보상을 속였다 — 3cm 큐브 집기 학습에서 만난 꼼수 두 가지

교육용 AMR로봇암의 팔에 3cm 큐브 집기를 강화학습으로 가르치다가, 로봇이 점수만 올리는 꼼수를 두 번 찾아냈습니다. 보상을 고치자 계산용 연습 환경에서는 100번 중 98번 통과했지만, 접촉까지 계산하는 물리 시뮬레이션에서는 4번 모두 큐브를 들지 못했습니다. 그 과정을 그대로 적었습니다.

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「중력을 켜자 로봇이 튕겨 나갔다?」 — 무게가 아니라 부품을 합치는 방식이었다. 피지컬AI 실험 썸네일(질문과 그래프 도식).

피지컬AI 실험

로봇이 하늘로 날아간 날 — 교육용 AMR로봇암을 가상 세계에 세우기까지

교육용 AMR로봇암을 Isaac Sim 가상 세계에 올리고 중력을 켜자 1초 안에 튕겨 나갔습니다. 의심 가는 설정을 하나씩 꺼 보며 원인을 지웠고, 부품 합치기와 관성 자동 계산 두 설정을 함께 켜자 50초 동안 제자리에 서 있었습니다. 그리퍼가 계산을 깨뜨린 일과 아직 풀지 못한 문제까지 적었습니다.

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「학교 장비, 어떤 절차로 살까?」 — 금액에 따라 달라지는 견적 방법. 휴머노이드 교육 썸네일(질문과 도식).

휴머노이드·피지컬 AI

학교·대학에서 휴머노이드 장비는 어떤 절차로 사나요?

추정가격 2천만 원 이하 물품은 수의계약과 견적서 1장으로 살 수 있고, 그보다 크면 계약 상대와 금액에 따라 견적 방법이 달라집니다. 학교·국립대 회계연도는 3월에 시작해 예산안이 1월에 만들어지므로, 견적은 그 전 가을~겨울에 준비합니다. 법령 원문 기준으로 정리했습니다.

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「로봇보다 먼저 무엇을 적을까?」 — 지금 샘플이 흘러가는 길. 실험실 자동화 썸네일(질문과 도식).

실험실 자동화

자율 실험실(Lab Automation) 장비, 도입 전 무엇을 확인하나요?

로봇부터 고르지 말고 지금 샘플이 어떻게 흘러가는지부터 적습니다. 한 작업대의 반복인지 장비 사이 이동인지, 튜브 규격과 바코드, 연결할 장비와 LIS·LIMS, 설치 공간과 전원, 사람과 함께 쓰는 안전 조건, 운영 시간을 순서대로 확인합니다. uLab Uno·Duo·Mobile 공개 사양을 기준 숫자로 정리했습니다.

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「배운 걸음, 옮겨도 걸을까?」 — 걷습니다 — 다만 세 번 학습했습니다. 휴머노이드 교육 썸네일(질문과 도식).

휴머노이드·피지컬 AI

Isaac Lab에서 배운 걸음, MuJoCo에서도 걸을까요?

Isaac Lab에서 학습한 Booster K1 걷기 정책을 MuJoCo로 옮겨 보니, 앞으로 걷기와 회전은 그대로 됐고 옆걸음에서 넘어졌습니다. 무작위화 학습(v2)으로 넘어짐은 없앴지만 몸이 195° 돌아갔고, 걸음 모양 점수를 더한 v4에서 방향 틀어짐이 -11.6°로 줄었습니다. 옮기는 방법과 결과를 그대로 적었습니다.

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