연구 노트 R02. 성공을 의심하는 세 가지 방법 — 한계 실측·씨드·반복

00~18편을 끝내고 “주장은 했는데 증거가 빠진 곳”을 세 가지 실험으로 메운 기록입니다. ① 추정한 한계를 실측하고, ② 씨드를 바꿔 재현하고, ③ 1회 판정을 반복 시험으로 바꿨습니다. 결과: 하나는 우리 추정이 틀렸고(좋은 쪽으로), 둘은 기존 결론을 튼튼하게 만들었습니다.


실험 1. blind 계단 한계 실측 — 추정은 또 틀렸다

18편은 “보상 감소 추세로 보아 14~16cm가 감각만의 벽”이라 추정하고 끝났습니다. 실측하러 스윕을 연장했습니다 (각 단계 이어 학습 3000 iteration):

단차 판정 15초 등반량 수렴 보상 에피소드 길이
12cm (18편) 성공 +0.84m 18.0 985
14cm 성공 +0.84m 18.1 1001 (회복)
16cm 성공 +0.96m 16.6 992
  • 벽은 없었습니다 — 적어도 16cm까지는. blind 등반이 사람 주택 계단(17cm급) 직전까지 도달했습니다.
  • 더 중요한 교훈: 12cm에서 봤던 ‘한계 신호'(에피소드 길이 985)는 14cm에서 최대치로 회복됐습니다. 1회 실행의 작은 변동으로 추세를 읽는 것은 위험합니다. 18편 회고의 “추세를 읽어라”에는 각주가 붙었습니다: 추세는 반복 실험 위에서만 믿어라.
  • 스윕은 16cm에서 멈췄습니다. 스윙 발을 실제로 들어야 하는 높이가 20cm에 달해 기구학적 한계(무릎·엉덩이 가동범위)에 다다르고 있고, 이후는 실용보다 호기심의 영역입니다.

16cm 계단을 오르는 G1

실험 2. 씨드 재현성 — 우연히 잘 나온 실행이 아니었나

모든 결과가 seed 1 단일 실행이었습니다. RL은 씨드 분산이 악명 높은 분야라, 대표 태스크 (sym 계열, 13편 설정)를 seed 2로 처음부터 재학습해 같은 잣대로 쟀습니다:

지표 seed 1 (g1-sym2) seed 2 (g1-sym-s2)
수렴 보상 26.3 25.9
걸음 빈도 1.25 Hz 1.25 Hz
발 들림 7.9 / 8.0cm 7.8 / 7.5cm
보폭 29cm 31cm
발 간격 13cm 16cm
무릎 가동범위(대칭) −6~52° / −6~53° −6~55° / −6~52°
회전 추종(좌/우) +102° / −99° +107° / −100°
무작위 밀치기 20회 100% 100%

재현됐습니다. 세부 수치는 몇 % 안에서 다르지만(보폭 29↔31cm 등), 구조적 결론 — 박자 걸음, 8cm 발 들림, 무릎 대칭, 회전 부분 저하, 밀치기 강건성 — 이 전부 같습니다. 씨드 하나 더에 40분이면 “우연” 반론을 지울 수 있습니다. 진작 할 걸 그랬습니다.

실험 3. 평가 반복성 — 1회 판정을 성공률로

기존 밀치기 판정은 고정 4방향 × 1회였습니다. 방향(0~360°)·세기·시점을 무작위로 N회 반복하는 도구(g1_push_battery.py)를 만들어 돌렸습니다:

임펄스 세기 sym2 (정상 걸음) 09 push (셔플)
0.5~1.0 m/s (학습 범위) 100% (20/20)
1.0~1.5 m/s (범위 밖) 100% (20/20) 100% (20/20)
1.5~2.2 m/s (극한) 53% (16/30) 80% (24/30)
  • 학습 범위 안팎(≤1.5m/s)에서는 방향 무관 전승 — 기존 “4/4 회복” 결론이 반복 시험으로 승격됐습니다.
  • 극한(1.5~2.2m/s)에서는 셔플이 여전히 우위(80% vs 53%). 11편의 품질·강건성 트레이드오프는 해소된 게 아니라 극한 구간으로 밀려나 살아남아 있습니다 — 1회 판정으로는 보이지 않던 사실입니다. sym2의 실패는 대각선 방향(20~80°, 200~250°)에 몰리는 경향도 보였습니다(향후 훈련 밀치기 분포 설계에 힌트).

종합

실험 비용 얻은 것
한계 실측 학습 3회 추정 반증 + 사람 계단급 도달 + “추세는 반복 위에서만”
씨드 재현 학습 1회 핵심 결론 전부 재현 — “우연” 반론 제거
반복 시험 평가만 (분 단위) 1회 판정을 성공률로 + 숨어 있던 극한 트레이드오프 발견

세 실험 모두 “새 능력”은 하나도 안 만들었지만, 시리즈의 주장들을 믿어도 되는 주장으로 바꿨습니다. R01이 “채점하지 않은 자유도는 엉뚱한 곳으로 샌다”였다면, R02는 이렇게 요약됩니다:

한 번 본 것은 아직 사실이 아니다. 한계는 재보기 전까지 추정이고, 결과는 재현되기 전까지 우연이며, 판정은 반복하기 전까지 한 번 나온 값일 뿐이다.

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