정밀한 ‘로봇암(arm)’, 자동화 앞당긴다/ 로봇, '실내 자율주행'으로 물류 혁신 일으킨다

정밀한 ‘로봇암(arm)’, 자동화 앞당긴다

   수직다관절 로봇이 흡사 사람에 가까운 동작까지 구현할 수 있게 됐다. 이는 기존 수직다관절 로봇에는 없는 특화된 오프라인 프로그램을 장착하면 가능하다.

이 프로그램은 기존 티칭 방식과는 비교할 수 없는 매우 정밀한 가공프로그램의 입력이 가능한 것이 특징이다. 또한 인간이 수작업으로 작성할 수 있는 한계를 넘어선 대용량 프로그래밍 능력을 간편하게 로봇 시스템에 부여할 수 있다.

이를 통해 단일품목 대량 생산에 적합한 단순한 이송 또는 스팟 용접과 같은 단순 반복 작업에서 보다 빠른 일처리가 가능해질 전망이다. 이와 함께 다양한 제품의 소량 제작, 단품 단위의 가공 등을 단일 범용 생산라인에서 동시에 생산할 수도 있다.

로보시스 로봇가공시스템

edited by kcontents

특히 대용량 가공프로그램의 단절 없는 로딩과 로봇 구동을 위한 로봇 컨트롤러 설정, 프로그래밍을 모두 구현하기 때문에 수직다관절 로봇에서도 수백, 수천만 라인이 넘는 대용량 3차원 형상 가공 또는 절단‧용접 등이 가능하도록 돕는다.

이를 바탕으로 로봇 자동화 설비에서는 구현이 어려웠던 다축 조각가공설비, 대용량 형강 자동 절단설비, 수천 포인트가 넘는 3차원 형상에 대한 심공 펙드릴링, 대형 다축 3D 메탈용융 적층가공 등 다양한 수직다관절 응용 자동화 설비의 개발‧제작이 가능하다.

지난 2018년 기술 벤처 기업으로 창업한 (주)로보시스는 3D로봇 시뮬레이터와 CAD/CAM 소프트웨어를 접목한 수직다관절 로봇의 오프라인 프로그래밍 기술을 개발하는 기업이다. 복잡한 가공동작이 가능한 로봇 자동화 시스템 구축을 목표로 하고 있다.

그간 로보시스는 다중로봇 용접시스템, 정밀 사상/샌딩 설비, 워터젯 절단, 고온 플라즈마 코팅 설비 등 복수의 자동화 시스템에 오프라인 로봇프로그래밍 솔루션을 제공한바 있으며, 지난 해 다목적 로봇 절삭/절단 가공시스템 1호기 납품을 시작으로 3D 플라즈마 로봇자동 형강절단 시스템, 7축 로봇 자동 드릴링 장비를 제작하고 있다.

로보시스 이준재 대표이사(사진)는 “로보시스가 개발한 프로그램은 국내 출시된 모든 수직다관절 로봇 브랜드의 제품을 지원한다”며 “연삭/절삭/절단/절곡/용접/적층 등 매우 다양한 종류의 가공 작업에 적용이 가능하다”고 설명했다.

기술 개발에 매진 중인 로보시스는 수직다관절 시스템과 소프트웨어를 접목한 다양한 가공 시스템의 추가적 개발에 주력할 예정이다. 이후 각종 센서와 연동된 동작 알고리즘과 시스템 개발, 다양한 가공 디바이스, 로봇과 접목하는 응용기술도 추가할 계획이다.

현재 로보시스는 향후 다관절 로봇을 응용한 다축 3D 메탈적층 시스템을 고도화해 많은 산업현장에서 합리적인 비용으로 시스템을 적용할 수 있도록 최적화를 진행 중에 있다. 이 경우 대형 프레스 금형과 같은 주물 또는 선박용 프로펠러와 같이 보다 높은 강성이나 물성치를 요구하는 3차원 구조물의 제작에 적용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

로보시스 이준재 대표이사

이 대표는 “이미 완성된 외산 로봇의 품질을 같은 방법으로 따라간다는 것은 큰 의미가 없다고 본다. 하드웨어의 경우 이미 국제적 분업을 통해 거의 비슷한 부품을 사용하고 있어 큰 의미가 없다”며 “소프트웨어 능력에 따라 제품 성능에서 큰 차이가 나타난다. 이 분야 많은 투자와 노력을 집중한다면 오히려 더 빠른 속도로 기존 외산 로봇들과의 경쟁에서 수평적 위치 또는 우위를 가질 수 있다고 생각한다”고 말했다.

한편, 초기의 기술 기업들은 개발 기술의 완성 후 시장에 진입하는 데까지 다양한 어려움을 겪고 있다. 정부의 개발지원 사업을 이용하더라도 과도한 서류작업과 보여주기식 개발이 진행돼 실질적인 낭비라는 지적도 있다. 이에 대해 이 대표는 기술기업들을 위해 보다 실질적인 개발지원 사업의 개선이 필요하다는 의견을 전했다.

이 대표는 “구매조건부 개발사업과 같은 경우 취지는 좋으나 조건이 대기업 중심으로 치우칠 수 있는 우려가 있다. 실질적으로 신생기업이 이를 기반으로 초기사업을 펼칠 수 있는 기회도 드물다”며 “오히려 업력이 많은 기업보다는 신생기업들이 수주가 어려울 때 저렴한 비용으로 구매조건부 사업과 같은 방식의 최초 진입이 가능하다면 큰 도움이 될 것“이라고 말했다.

[공학저널 강영호 기자] 

로봇, '실내 자율주행'으로 물류 혁신 일으킨다

 

     자율주행 로봇을 일상생활에서도 활용할 수 있게 될 전망이다. 로봇의 자체 센서만으로 복잡한 환경에서도 적용 가능한 자율주행 이동로봇이 개발됐기 때문이다.

이번에 개발된 특별한 자율주행 이동로봇 ‘나르고’는 ‘자기위치 추종 기술’을 기반으로 주변 상황을 인식하며 어떠한 추가적인 인프라 구축 없이도 자율주행이 가능하다.

그간의 자율주행 로봇 기술은 복잡한 실내 환경으로 인해 GPS를 활용하기 어려워 자율주행에 어려움을 겪었다.

트위니 '나르고' 시연 영상. <영상=대덕넷>

edited by kcontents

하지만 나르고는 센서 기반의 자기위치 추정 방법을 통해 기존의 단점을 보완하고, 복잡한 환경에서도 자기위치 추정이 가능한 것이 특징이다. 이에 작은 메모리만으로도 정밀한 지도를 표현할 수 있을 뿐만 아니라 지도 크기에 무관한 적은 연산량으로 자기위치 추정과 지도 생성이 가능해 기존의 기술을 획기적으로 개선했다는 평가를 받고 있다.

일반적인 로봇이 하나의 지도를 활용한다면, 나르고는 센서 데이터에서 장애물 정보와 지도 정보를 분리할 수 있는 기술을 적용했다. 경로 계획을 위한 지도, 자기위치추정을 위한 지도, 장애물 회피를 위한 지도를 분리한 활용이 가능하기 때문에 실내에서도 물체를 인식하고, 스스로 이동하는데 있어 큰 어려움이 없다.

특히 나르고는 적은 연산으로도 조명, 잡음 등의 환경 변화에도 강하게 물체를 인식하는 독자적인 알고리즘을 도입해 별도의 인프라나 디바이스 착용 없이 센서만으로 사용자를 추종한다. 대상의 동작에 대한 예측을 기반으로 특정 대상물이 다른 장애물에 가려졌다 다시 나타나도 그것을 정확히 인식하고 예측할 수 있다.

또한 한 가지 정보를 활용하지 않고 색, 색의 분포, 크기, 위치 정보 등 다양한 정보를 조합해 활용하고, 특정 조명 값으로 색상 정보를 보정할 수 있어 조명 변화에도 강하다는 장점을 갖고 있다.

카이스트 연구진들을 주축으로 나르고를 개발한 (주)트위니는 자율주행 로봇의 사업화를 위한 소프트웨어를 연구‧개발하는 기업이다. 자율주행 로봇의 실내에서 자기위치 추정의 어려움, 동적 장애물 회피 등 문제를 해결하고, 시장성을 위해 저가의 부품 이용 시에도 높은 성능을 유지할 수 있는 사업화에 초점을 맞추고 있다.

트위니 천홍석 대표이사(사진)는 “별도의 장치나 디바이스 인프라를 통해 자율주행 로봇을 활용하려는 기업들은 많지만 인프라 구축비용‧추가적인 장치의 분실율의 감안할 때 활성화에 걸림돌이 될 것이라 판단했다”며 “트위니는 특별한 장치나 인프라 없이 자율주행이 가능한 로봇 개발에 나섰고, 그 결과 이 분야에서 세계 기술을 앞선 기술력으로 평가받고 있다”고 말했다.

현재 그간의 연구개발 결과를 기반으로 사업화를 위한 준비 단계에 놓여 있는 트위니는 최근 이마트, KT 등과의 업무 협의와 더불어 현대 무벡스와의 계약 체결을 완료했다. 향후 의료, 보안, 실버산업, 그 외 기타 서비스 산업 등 다양한 분야로 사업화를 진행할 계획이다.

천 대표는 “중장기적으로 트위니의 소프트웨어를 다양한 수요자의 요구사항에 맞는 로봇 개발을 목표로 다양한 로봇 하드웨어 개발 기업에 소프트웨어 패키지 판매 형식의 B2B 사업으로 확장할 계획도 갖고 있다”고 설명했다.

트위니 천홍석 대표이사

이러한 트위니는 3D 지도를 기반으로 한 자율주행 기술력을 바탕으로 ‘자율비행 드론’도 개발하고 있다.

천 대표는 “자율주행 로봇이 지면을 주행한다면, 드론은 공중에 날아다닌다는 차이만 있을 뿐 기술적으로 경로를 계획하고, 자기 위치를 추정하는 방법이 매우 유사하다”며 “다만, 로봇보다 드론의 정확한 제어가 더 어렵기 때문에 드론 제어 전문가인 카이스트 전기‧전자공학부 장동의 교수님과 공동 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.

한편, 천 대표는 스타트업 기업을 위한 테스트베드의 필요성에 대한 목소리를 높이기도 했다.

그는 “국내외 기업 관계자들은 제품을 어느 곳에 적용해 어떠한 결과를 얻었는지 궁금해 한다. 우리가 만든 물류운반 로봇이 넓고 복잡한 환경에서 작동할 수 있다는 결과가 있다면 세계 시장으로 진출하는 데 큰 도움이 될 것”이라며 “테스트베드의 확대를 통해 많은 기업들의 기술력을 모두 발휘할 수 있는 환경이 마련됐으면 한다”고 전했다.

[공학저널 이상오 기자] 

 

케이콘텐츠