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레고 로봇, 루빅스 큐브 세계 신기록 달성!

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어렸을 적 한 번쯤 세계 기록을 세우고 싶다는 꿈을 꿔 본 적 있으신가요? 지금도 세계 기록 돌파를 위해 정진하고 있는 분, 특히 레고에 관심이 많은 분이라면 이 소식을 잘 들어주세요.

여러분은 루빅스 큐브(Rubik’s Cube)가 언제 발명됐는지 알고 계시나요? 1974년에 발명된 이후 아이들의 장난감으로 많은 사랑을 받아 오고 있는 루빅스 큐브는 빨리 맞추기 세계 기록에 도전하는 사람도 엄청난데요.

큐브스토머3 모습입니다.

지난 3월 영국 버밍엄 ‘빅뱅 페어 2014(Big Bang Fair 2014)’에서 엑시노스를 탑재한 레고 로봇 큐브스토머 III (CUBESTORMER III)가 단 3.253초 만에 루빅스 큐브를 맞추면서 세계 신기록을 세웠습니다.

큐브스토머 III 는 ARM 모바일사의 수석 엔지니어 데이비드 길데이(David Gilday) 와 시큐리플렉스(Securi-Plex)의 보안 시스템 엔지니어 마이크 돕슨(Mike Dobson)이 삼성 갤럭시 S4의 엑시노스5 옥타 프로세서를 탑재해 만든 로봇인데요. 이들은 이전에도 큐브스토머 II (CUBESTORMER  II)로 세계 신기록 5.27초를 기록하며 화제를 모으기도 했습니다.

큐브스토머3가 퍼즐을 맞추는 모습입니다.

2초 더 빨라진 이번 세계 신기록 달성을 위해 로봇은 사람의 눈으로는 식별할 수 없을 정도의 빠른 속도로 루빅스 큐브를 맞춰야 했다고 하는데요. 엑시노스 5옥타의 처리능력이 얼마나 대단한지 알 수 있겠죠?

이 과정에서 큐브를 분석해 방법을 찾고, 동작 순서를 계산하고, 로봇 팔의 움직임까지 계산해야 하는 것을 생각하면 이 속도는 굉장히 놀라운 기록이라고 할 수 있죠.

여기서 잠깐! 그렇다면 사람이 루빅스 큐브를 조립한 가장 빠른 기록은 얼마일까요? 2013년 네덜란드인 매츠 볼크(Mats Valk) 가 5.55초를 기록했다고 하네요.

데이비드길데이입니다.

데이비드 길데이에게 이번 프로젝트에 대해 물었습니다. 그는 큐브를 푸는 세 단계의 과정을 이야기 해주었는데요. 먼저 섞여 있는 큐브 조각의 색상을 판단하는 스캔 과정이 있어야 하고요. 그 다음으로 효율적으로 큐브를 풀기 위해 큐브의 각 면을 어떻게 맞춰야 할지에 대해 계산을 해야 합니다. 마지막으로 이 규칙들이 큐브를 조작하는 모터에 적용되고, 로봇 팔의 연속 동작을 통해 완성되는 것이죠.

“이번 프로젝트에서는 삼성 갤럭시 S4에 탑재된 엑시노스 5옥타가 가장 중요한 역할을 했습니다.”

카메라는 큐브의 배열을 파악하는데 사용되고, 8개의 코어 ARM big. LITTLE ™(4개의 ARM 코어 텍스 ®-A15와 4개의 코어 텍스-A7 프로세서)를 탑재한 삼성 엑시노트 5옥타에서 소프트웨어가 구현되고, 큐브를 분석해 맞추는 방법을 알아냅니다. 그런 다음 8개의ARM으로 구동되는 마인드스톰 EV3(LEGO ® MINDSTORMS ® EV3 Bricks)에 큐브를 맞추도록 명령을 하죠.

또한, 로봇은 전체적인 속도를 고려해 제작되었는데요. 고유 속도뿐만 아니라 많은 물리적 조작이 한번에 이루어질 수 있도록 설계되었답니다. 카메라는 정확하게 모터의 움직임과 동기화돼 있어 큐브가 각 캡처 이미지를 파악하는 시간을 최소화할 수 있고요. 또한, 소프트웨어 알고리즘은 다중 처리 능력, 삼성 갤럭시S4 의 대용량 메모리를 활용하는데 최적화 돼있습니다.

데이비드 길데이와 마이크돕슨입니다.

데이비드 길데이는 많은 테스트를 통해 로봇이 최대한 안정적으로 작동하도록 노력을 기울였다고 하는데요. 세심한 부분까지 조정하며 모든 면에서 준비를 철저히 한 것이죠.

현장의 조명 상태, 주위 환경 등으로 인해 로봇 작동에 문제가 없는지 확인해야 하므로 현장에서 큐브스토머III 를 실행해보는 것도 중요한 사항 중 하나였습니다. 이들은 큐브스토머 III가 3.253초로 세계 기록을 달성하는 순간 등골이 오싹할 정도로 놀랐다고 소감을 전했는데요.

이 결과는 갤럭시 S4에 탑재된 삼성 엑시노스 5 옥타의 높은 성능 때문이라고 해도 과언이 아닙니다. 소프트웨어가 약 50ms(밀리세컨드, 1/1,000초) 단위로 퍼즐을 효율적으로 풀 수 있는 계산능력을 가지고 있는데다 이들이 삼성 갤럭시 S4를 선택한 이유도 바로 삼성 엑시노스 5 옥타의 고성능 때문이었죠.

데이비드 길데이와 마이크 돕슨이 로봇을 만들게 된 배경도 궁금한데요. 이들은 몇 년 전 우연히 영상에서 로봇이 루빅스 큐브를 맞추는 것에서 영감을 얻어 이 프로젝트를 진행하게 되었다고 합니다. 처음으로 공동 개발한 큐브스토머 II도 이전 로봇들보다 훨씬 더 빨리 큐빅을 맞출 수 있었고, 자연스레 세계 기록에도 도전하게 되었다고 하네요. 뿐만 아니라 이들은 도전을 통해 많은 젊은이들에게 빅뱅 페어*에 대해 알리고 싶었다고 합니다.

*빅뱅 페어는 영국 버밍햄 NEC 센터에서 매년 열리는 행사로 과학 혁신에  관한 행사입니다.
  멀티큐브 999입니다.

큐브스토머 III의 놀라운 소식 외에도 엑시노스가 탑재된 또 다른 레고 로봇이 세계 기록을 세웠다는 소식! ARM 팀의 멀티큐브 999(Multicuber 999)가 세계에서 가장 큰 9 x 9 x 9 루빅스 큐브를 맞추며 세계기록을 세웠는데요. 이는 로봇으로는 최초 시도입니다. 이 미션은 굉장히 복잡한 움직임으로 34분 25.89초만에 맞추었는데요. 여기에는 삼성 갤럭시 S3에 사용되는 엑시노스 4 쿼드가 탑재되었답니다.

큐브스토머 III의 활약을 보고 싶다면 아래의 영상에서 확인하세요!

    루빅스 큐브 세계 신기록을 세운 로봇 이야기, 재미있게 보셨나요? 삼성투모로우는 데이비드 길데이와 그의 팀이 내년에도 혁신을 통해 새로운 기록을 세웠으면 하는 바람인데요. 엑시노스에 관한 더 다양한 이야기를 듣고 싶다면! Facebook Twitter 를 클릭해주세요^^. 원문 링크: An Exynos-powered robot breaks the Rubik’s Cube world record

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