- ToddlerBot은 저비용 오픈소스 휴머노이드 로봇 플랫폼으로, 로보틱스·AI 연구에서 정책 학습과 실험 확장성을 목표로 설계
- 새 버전(2.0)은 카트휠, 기어가기, 빠른 보행, VR 원격조종, 실시간 스테레오 깊이 추정 등 다양한 신규 기능을 지원
- 30자유도 설계, 다양한 엔드이펙터(손바닥형·그리퍼), 3D 프린팅 기반 빠른 수리 등 재현성과 내구성을 강조
- 강화학습과 확산모델을 활용한 보행·양손·전신 조작, 기술 연결(skill chaining) 등의 ML 호환성이 입증됨
- 완전한 오픈소스 매뉴얼과 코드를 제공해 누구나 제작·정책 이전·다중 로봇 협력 실험이 가능함
Toddlerbot 오픈소스 프로젝트의 의의
- Toddlerbot은 오픈소스 휴머노이드 로봇 프로젝트로, 누구나 소스를 활용해 직접 조립 및 개조 가능함
- 상용 휴머노이드 로봇에 비해 제작비용이 낮고, 구조 및 부품 수가 적어 진입장벽이 낮은 점이 특징
- 로봇 하드웨어 설계, 소프트웨어 제어, 알고리듬 학습 등 다양한 목적으로 활용 가능
- 활발한 커뮤니티와 문서화로 초보자부터 전문가까지 활용성 높음
- 연구 및 개발 목적, 교육용, 프로토타이핑 등을 위해 적합한 로봇 플랫폼임
주요 기능 및 장점
- 3D 프린터, 오픈소스 회로도, 퍼블릭 소프트웨어를 통해 쉽게 제작 가능
- 모듈러 디자인 구조로 머리, 팔, 몸체 등을 자유롭게 설계 및 교체 가능
- Python 등 여러 프로그래밍 언어와 연동되어 다양한 컨트롤 전술 실험 가능함
- 센서, 모터, 카메라 등 선택적으로 추가 확장 지원
ToddlerBot 2.0 주요 기능
- 카트휠: 높은 민첩성과 균형 능력을 시연, 실패 시에도 파손 거의 없음
- 기어가기: 유아처럼 팔과 다리를 이용한 네발 기어가기 동작
- 빠른 보행: 전방위 보행 속도 0.25m/s, 제자리 회전 최대 1rad/s
- VR 원격조작: Meta Quest 2 기반 실시간 조작
- 스테레오 깊이 추정: Jetson Orin NX 16GB 장착, 10Hz 실시간 처리
설계 특징
- 30 자유도(DoF): 팔 7개, 다리 6개, 목 2개, 허리 2개
- 센서·전자장치: 2개의 어안 카메라, 스피커, 마이크 2개, IMU, Jetson Orin NX
- 엔드이펙터: 유연한 손바닥형, 평행조 그리퍼 두 가지 옵션
성능 실험
- 팔 길이 테스트: 몸통 부피의 14배 크기 물체를 잡을 수 있음
- 하중 테스트: 전체 무게의 40%인 1.48kg을 들어 올려 균형 유지
- 지속성 테스트: 강화학습 기반 보행 정책으로 19분 지속, 7번 넘어져도 파손 없음, 수리는 35분 이내(3D 프린팅+조립)
AI 기반 동작
- 대화·푸시업: OpenAI Realtime API + GPT-4o 연동
- 철봉 풀업: AprilTag 기반 위치 인식, 시뮬레이션 정책 실물 전이
- 보행·조작: 강화학습과 RGB 기반 확산정책으로 양손 및 전신 조작 수행
- 기술 연결(Skill Chaining): 손잡이 잡기(확산 정책) → 수레 밀기(강화학습 정책)
재현성과 확장성
- 정책 전이: 한 ToddlerBot에서 학습한 조작 정책을 다른 개체로 무손실 이전
- 다중 로봇 협력: 두 로봇이 장기 작업(방 정리)을 협력 수행
- 조립 용이성: 오픈소스 매뉴얼·영상으로 누구나 제작 가능
연구 지원
- 논문: ToddlerBot: Open-Source ML-Compatible Humanoid Platform for Loco-Manipulation (arXiv:2502.00893)
- 스탠퍼드 대학 연구진 개발, NSF 및 Sloan Fellowship 등 다수 지원