Shakey the Robot은 자신의 행동에 대해 추론할 수 있었던 최초의 범용 이동 로봇이었다. 다른 로봇들은 더 큰 작업을 완료하기 위한 각 개별 단계에 대한 지시를 필요로 했지만, Shakey는 명령을 분석하고 스스로 기본적인 덩어리로 분해할 수 있었다. 약 1966년부터 1972년까지 스탠포드 연구소(현재 SRI International)의 인공지능 센터에서 개발된 이 프로젝트는 로봇공학, 컴퓨터 비전, 자연어 처리 연구를 결합하여 논리적 추론과 물리적 행동을 융합한 최초의 프로젝트가 되었다.
로봇의 개발은 A* 탐색 알고리즘, 허프 변환, 가시성 그래프 방법을 포함한 여러 주목할 만한 결과를 낳았다. 이러한 기여는 경로 탐색, 이미지 분석, 계산 기하학 분야에 지대한 영향을 미쳤다. Shakey는 현재 은퇴하여 캘리포니아주 마운틴뷰에 있는 컴퓨터 역사 박물관에 전시되어 있다.
역사
Shakey는 약 1966년부터 1972년까지 개발되었으며, Charles Rosen, Nils Nilsson, Peter Hart가 프로젝트 관리자를 맡았다. 다른 주요 기여자로는 Alfred Brain, Sven Wahlstrom, Bertram Raphael, Richard Duda, Richard Fikes, Thomas Garvey, Helen Chan Wolf, Michael Wilber가 있었다. 이 프로젝트는 1964년 4월 SRI가 "지능형 자동 장치"에 대한 연구로 제출한 제안서를 바탕으로, 이후 "정찰용 지능형 자동 장치"로 개명된 제안서에 근거하여 국방 고등 연구 계획국(DARPA)의 자금 지원을 받았다. 로봇은 원래 두 개의 접이식 팔을 갖도록 설계되었다.
이 프로젝트는 특히 Centibots를 포함한 수많은 다른 로봇공학 노력에 영감을 주었다. Shakey는 1967년 BBC의 "Towards Tomorrow: Robot" 다큐멘터리에 소개되었으며, 1969년 SRI는 "SHAKEY: Experimentation in Robot Learning and Planning"이라는 24분 분량의 비디오를 발표했다. 이 프로젝트는 1969년 4월 10일 뉴욕 타임스 기사를 포함한 언론의 주목을 받았다. 1970년 라이프 매거진은 Shakey를 "최초의 전자 인간"이라고 언급했으며, 1970년 11월 내셔널 지오그래픽 매거진은 Shakey와 컴퓨터의 미래를 다루었다.
소프트웨어
로봇의 프로그래밍은 주로 LISP로 이루어졌다. 스탠포드 연구소 문제 해결기(STRIPS) 플래너는 소프트웨어의 주요 계획 구성 요소로 구상되었다. 논리적이고 목표 기반의 에이전트인 최초의 로봇으로서 Shakey는 복도로 연결된 여러 개의 방, 상호 작용 가능한 문과 조명 스위치를 포함할 수 있는 제한된 세계를 경험했다.
Shakey는 플래너 내에서 사용 가능한 짧은 행동 목록을 가지고 있었는데, 여기에는 한 위치에서 다른 위치로 이동하기, 조명 스위치 켜고 끄기, 문 열고 닫기, 단단한 물체 위로 오르내리기, 이동 가능한 물체 밀기가 포함되었다. STRIPS 자동 플래너는 Shakey 자신이 계획 내의 모든 행동을 직접 실행할 수는 없었지만, 사용 가능한 모든 행동을 실행하기 위한 계획을 고안할 수 있었다.
예시 임무는 운영자가 컴퓨터 콘솔에 "블록을 플랫폼에서 밀어내라"는 명령을 입력하는 것을 포함할 수 있다. Shakey는 주위를 둘러보고, 블록이 있는 플랫폼을 식별하고, 플랫폼에 도달하기 위한 경사로를 찾고, 경사로를 밀어 옮기고, 경사로를 올라가고, 블록을 플랫폼에서 밀어낼 것이다.
하드웨어
물리적으로 Shakey는 특히 키가 컸으며, 무선 링크용 안테나, 음파 거리 측정기, 텔레비전 카메라, 온보드 프로세서, 충돌 감지 센서("범프 감지기")를 갖추고 있었다. 로봇의 큰 키와 흔들리는 경향 때문에 이름이 붙여졌다. 한 팀원이 회상했듯이, "우리는 그리스어 이름부터 기타 여러 이름까지 좋은 이름을 찾기 위해 한 달 동안 노력했는데, 그중 한 명이 '이봐, 엄청 흔들리면서 돌아다니잖아, 그냥 Shakey라고 부르자'라고 말했다."
하드웨어는 여러 감지 및 처리 구성 요소를 통합하여 환경과의 실시간 상호 작용을 가능하게 했다. 음파, 시각, 범프 감지의 결합으로 Shakey는 제한된 세계에서 탐색하고 물체를 조작할 수 있었다.
연구 결과
Shakey의 개발은 로봇공학, 인공지능, 컴퓨터 과학에 지대한 영향을 미쳤다. 주목할 만한 결과로는 경로 탐색과 그래프 순회에 널리 사용되는 A* 탐색 알고리즘, 이미지 분석, 컴퓨터 비전, 디지털 이미지 처리에 사용되는 특징 추출 기법인 허프 변환, 평면에서 장애물 사이의 유클리드 최단 경로를 찾는 가시성 그래프 방법이 있다.
이러한 기여는 현대 AI와 로봇공학의 기초 도구가 되었다. 예를 들어 A* 알고리즘은 게임 AI부터 자율 주행 차량에 이르는 응용 분야에서 사용된다. 허프 변환은 컴퓨터 비전의 표준 기법으로 남아 있으며, 가시성 그래프 방법은 로봇 및 기타 자동화 시스템의 운동 계획에 적용된다.
미디어 및 수상
1969년 SRI는 상당한 주목을 받은 24분 분량의 비디오 "SHAKEY: Experimentation in Robot Learning and Planning"을 발표했다. 인공지능 발전 협회의 AI 비디오 경연대회 상은 이 비디오의 중요한 영향 때문에 "Shakeys"라는 이름으로 명명되었다. Shakey는 2004년 ASIMO와 C-3PO와 같은 유명 인사들과 함께 카네기 멜론 대학교의 로봇 명예의 전당에 헌액되었으며, 전기 공학 및 컴퓨팅 분야의 IEEE 마일스톤으로도 영예를 얻었다.
Shakey의 유산은 이후 인공지능 및 기계 학습 연구에 미친 영향으로 이어진다. 이 프로젝트는 논리적 추론과 물리적 행동의 통합 가능성을 입증하여 이후 신경망 및 심층 학습 발전의 길을 열었다. 계획 알고리즘과 컴퓨터 비전에 대한 기여는 MIT CSAIL 및 스탠포드 AI 연구소와 같은 기관에서 개발된 것을 포함하여 현대 AI 시스템에 계속 영향을 미치고 있다.