봉봉은 군사기술학원 교육팀이 제작한 키 1.27m, 무게 40kg의 로봇으로, 초등학교 학생들에게 영어를 가르치고, 소통하고, 노래하고, 춤을 추는 데 도움을 줄 수 있습니다.
초등학교 학생들의 영어 수업을 지원하는 인간형 지능형 로봇(Bonbon)은 2025년까지 국가중점과학기술계획에 따른 연구과제입니다.
이 주제는 군사기술학원에서 제안하였고 과학기술부에서 시행을 위해 선정되었습니다. 지금까지 국가과학기술위원회에서 수용 및 승인을 받았습니다. 해당 제품은 2023년 10월 지식재산부로부터 실용 솔루션 특허를 받았습니다.
"우리는 프로젝트의 성공에 매우 기쁩니다." 프로젝트 매니저인 Le Dinh Son 박사가 말했습니다.
그에 따르면, 이 제품은 국내 과학자들이 로봇 설계 기술과 기법을 완벽히 습득할 수 있음을 보여준다. 기본적인 소프트웨어 기술을 개발하고, 오디오, 이미지, 자연어 처리 분야에서 인공지능 문제를 구축하고 해결합니다.
군사기술학원 강사 그룹의 로봇 제작 과정입니다. 사진: 아카데미 제공
손 씨는 오랫동안 교육 분야에 적용할 수 있는 첨단 기술을 통합한 지능형 로봇을 설계하고 제작하고 싶었다고 말했습니다.
"일본, 중국, 한국 등 많은 나라가 로봇을 도입하여 가르치고 배우는 것을 지원하고, 기술을 통해 아이들이 지식에 접근할 수 있도록 돕는 효과적인 교사 조수가 되었습니다. 베트남에도 그런 로봇이 있기를 바랍니다." 손 씨가 공유했습니다.
2020년부터 배치되도록 지정된 군사기술학원의 강사 20여 명과 조정부대원이 정보기술, 제어, 기계 분야를 담당하는 3개 그룹으로 나뉘었습니다.
처음부터 제기된 문제는 지능형 처리 모듈을 통해 단어, 눈 표정 또는 신체적 제스처를 사용하여 인간과 반응하고 상호작용할 수 있는 로봇을 만드는 것이었습니다.
가장 중요한 문제는 초등학교 어린이들에게 적합하고 친근하고 인간과 비슷한 외관을 가진 로봇을 만들기 위한 하드웨어 시스템을 설계하고 제작하는 것입니다. 또한 로봇은 완전 자동으로 또는 원격 수동 제어를 통해 유연하게 움직일 수 있습니다.
소프트웨어 측면에서 로봇은 이미지, 소리, 제스처 및 활동 인식에 인공지능을 적용하여 말하고, 움직이고, 통합된 문제를 처리할 수 있는 능력에 대한 요구 사항을 충족해야 합니다.
운영체제는 처리 알고리즘과 제어 프로그램의 안정적인 실행을 지원해야 하며, 특히 실시간 동기화를 보장해야 합니다.
손 씨는 "로봇이 자연스럽게 말하고 움직이는 것을 만드는 것이 팀의 목표"라고 말했다.
Le Dinh Son 박사가 3월 26일 Bonbon 로봇에 대해 설명하고 있습니다. 사진: 민민
연구팀은 이 방향의 연구에 약 2년간 집중했으며, 때로는 로봇 팔이 학생들에게 안전할지, 학생들의 말을 다양한 톤으로 정확히 인식할지 등 모든 작은 세부 사항을 계산해야 했습니다. 상호작용하는 사람의 몸짓을 인식하여 로봇이 적절하게 대응할 수 있게 하는 것 역시 어려운 문제입니다.
그 결과, 연구팀은 키가 약 1.27m, 무게가 40kg인 로봇을 만들어냈습니다. 상체는 사람과 비슷하며 팔 6단계, 각 손 3단계, 머리 3단계를 포함하여 총 21단계의 움직임이 가능합니다. 하부 몸체는 모바일 모듈로, 로봇이 수평면에서 자유롭게 움직일 수 있도록 3개의 전방향 바퀴가 장착되어 있습니다.
"로봇의 움직임을 제어하는 소프트웨어 모듈은 주로 로봇 운영 체제(ROS)를 기반으로 개발되어 리소스를 매우 유연하게 통합하고 관리하며 기능 블록을 조정합니다." 손 씨가 공유했습니다.
봉봉은 교사의 요청에 따라 내용 발표, 어휘 교육 및 연습, 새로운 문장 구조 교육, 특정 주제에 대한 자유로운 소통, 노래 및 춤추기 등 교육 상황을 수행할 수 있습니다.
예를 들어, 학생이 "메시는 누구인가요?"라고 묻는다면 로봇은 영어로 "그는 유명한 아르헨티나 축구 선수입니다."라고 대답합니다.
또한, 봉봉은 토론 주제를 제기하고, 게임을 조직하고, 학생들이 옳은 일을 하거나 그른 일을 했을 때 응원할 수도 있습니다.
봉봉 로봇. 사진: 민민
연구팀은 설계 및 제작 외에도 초등학교 교사와 외국인에게 연락해 수업 시간 동안의 문서, 대본, 활동 등을 디지털화하는 데 도움을 요청했습니다. 또한 어린이에게 적합한 음성 데이터를 얻기 위해 미국에 있는 베트남 학생들을 찾아 지원을 요청했습니다.
"이것은 매우 어렵고 많은 노력이 필요합니다. 다행히도, 그룹은 교사들로부터 열렬한 지원을 받았습니다."라고 손 씨는 말했습니다.
코로나19 이후 연구팀은 하노이와 박깐의 몇몇 초등학교에 봉봉 로봇을 가져와서 테스트하고 피드백을 받아 제품을 개선했습니다.
하노이의 응이아탄 초등학교에서 봉봉 로봇은 영어 교사들이 학생들에게 노래 부르기, 게임하기, 어휘와 문장 구조 가르치기, 학생들과 대화 연습하기 등을 가르치는 것을 지원했습니다.
학교 관계자는 로봇이 표준 영어 악센트로 새로운 기능과 학습 자료를 추가할 수 있다고 평가했습니다.
"교사와 학생 모두 수업에 흥분합니다. 교사는 현대 기술을 사용할 수 있고, 학생은 수업을 잘 흡수하며, 상호 작용이 증가합니다. 로봇은 또한 학생들이 수업 중에 영어로 소통하는 데 도움이 됩니다."라고 그녀는 말했습니다.
봉봉 로봇은 춤추고, 노래하고, 질문에 답합니다. 비디오: 민민
테스트 결과에 따르면 로봇은 필요한 기능과 기술적 매개변수를 충족했으며, 손 씨에 따르면 이는 팀이 로봇의 조작 능력, 지능 및 광범위한 응용 기능을 개선하기 위한 연구를 계속하는 동기가 되었다고 합니다.
"전반적으로 로봇은 접수, 관광, 제품 홍보, 행정 절차에 대한 답변, 지시 제공과 같은 서비스를 지원할 수 있습니다. 이것이 다음 연구 방향이 될 것입니다." 손 씨가 공유했습니다.
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