기계로봇에너지공학과

동국대학교 기계·로봇·에너지공학과 임수철 교수는 로봇이 물리적 환경과 자연스럽게 상호작용할 수 있도록 하는 지능 기술을 중점적으로 연구하고 있는 국내 로봇 전문 연구자이다. 최근 그는 ‘ThermoAct: Thermal-Aware Vision-Language-Action Models for Robotic Perception and Decision-Making’ 논문을 IEEE Robotics and Automation Letters (2026년 3월)에 발표하며 로봇 지능 분야에서 멀티모달 기반 물리적 상호작용 이해와 의사결정 기술의 새로운 방향을 제시했다는 평가를 받고 있다.

해당 논문에서 임 교수는 로봇이 주변 환경을 보다 안전하고 정확하게 이해할 수 있도록, 기존의 시각 중심 인공지능을 넘어 ‘열(온도) 정보’를 함께 활용하는 새로운 로봇 지능 구조를 제안했다. 기존 Vision-Language-Action(VLA) 기반 로봇은 카메라 영상과 언어 명령을 중심으로 동작을 수행해 왔지만, 실제 환경에서는 물체의 온도와 같은 물리적 특성이 중요한 판단 기준이 되는 경우가 많다. 예를 들어 뜨거운 물체를 피하거나, 차가운 물건을 선택하는 작업은 단순 영상 정보만으로는 정확히 수행하기 어렵다. 연구팀은 이러한 한계를 해결하기 위해 열화상 데이터를 통합한 ‘ThermoAct’ 모델을 개발했으며, 이를 통해 로봇이 보이지 않는 물리적 정보까지 인식할 수 있도록 했다.

또한 해당 연구는 단순히 센서를 추가하는 수준을 넘어, 로봇이 복잡한 작업을 스스로 이해하고 단계적으로 수행할 수 있도록 하는 구조를 함께 제안했다. 먼저 Vision-Language Model(VLM)이 사람의 자연어 명령을 해석하고 이를 여러 개의 하위 작업으로 나누는 ‘고수준 계획(planning)’을 담당하고, 이후 Vision-Language-Action 모델이 실제 로봇 동작을 수행하는 방식이다. 이러한 계층적 구조를 통해 로봇은 복잡한 작업도 안정적으로 수행할 수 있으며, 특히 열 정보를 활용해 위험 상황을 사전에 인지하고 더 안전하게 행동할 수 있다. 실제 로봇 실험에서도 제안된 방법은 기존 시각 기반 방식보다 작업 성공률과 안정성 측면에서 향상된 결과를 보이며, 실환경 적용 가능성을 입증했다.

이번 연구는 로봇이 단순히 ‘보는 것’을 넘어 ‘물리적 상태를 이해하는 것’으로 진화하는 중요한 사례로 평가된다. 특히 열 정보와 같은 비가시적 데이터를 활용한 멀티모달 학습은 향후 서비스 로봇, 산업 로봇, 재난 대응 로봇 등 다양한 분야에서 안전성과 지능을 동시에 향상시키는 핵심 기술로 활용될 것으로 기대된다.

이번 논문을 발표한 임 교수는 KAIST 기계공학학사부터 박사까지 마친 뒤 삼성종합기술원(SAIT)에서 로봇 연구원으로 근무했고 이후 동국대학교 교수로 부임해 로봇지능과 인간-로봇 상호작용 분야를 집중적으로 탐구해 연구의 폭을 넓혀가고 있다. 국제협력연구까지 도모하며 로봇기술 발전에 기여하고 있다.

임 교수가 주목하고 있는 연구분야는 ‘Physical AI’다. Physical AI는 로봇이 실제 환경에서 얻은 경험과 데이터를 기반으로 학습하고 새로운 환경에서도 작업을 수행할 수 있도록 하는 기반기술로, 차세대 로봇 지능 기술 중 하나다. 임 교수를 주축으로 한 동국대 연구팀은 로봇이 시각 정보와 동작 데이터를 활용해 물체의 상태를 파악하고 안정적으로 조작할 수 있도록 하는 연구를 수행하고 있다. 로봇이 물체를 다루기 위해서는 접촉 상태나 물체의 특성을 정확히 파악해야 하지만 이를 위해서는 일반적으로 힘 센서나 촉각 센서와 같은 추가 장비가 필요하다. 임 교수는 이러한 센서에 대한 의존도를 줄이면서도 로봇의 조작 능력을 향상시키는 학습 기반 접근 방법에 관심을 두고 있다.

임 교수는 “로봇이 실제 환경에서 안정적으로 작업하기 위해서는 시각 정보뿐 아니라 촉각이나 동작 데이터 등 다양한 정보를 통합해 로봇이 보다 안정적으로 작업할 수 있도록 하는 연구가 필요하다”라며, “로봇 기술은 다양한 분야의 기술이 융합되는 분야입니다. 학생들이 실제 문제를 해결하는 경험을 통해 연구 역량뿐 아니라 실제 산업에 적용될 수 있는 기술을 고안해 내는 능력을 키우는 것이 중요하다고 생각한다.”고 전했다.

출처 : https://edu.donga.com/news/articleView.html?idxno=105836