[기획]로봇기술 상용화 선도하는 DGIST

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[기획]로봇기술 상용화 선도하는 DGIST협동로봇융합연구센터, 기술상용화 롤 모델 목표

승인 2018.01.03 14:02:29

2018년 신년을 맞아 로봇 연구기관들의 움직임이 분주하다. 연구기관들은 산업계와 함께 로봇 R&D를 주도하는 쌍두마차다. R&D와 기술 상용화는 결코 분리될 수 없다. 대구경북과학기술원(DGIST, 총장 손상혁) 산하 ‘협동로봇융합연구센터(센터장 문전일 박사)’는 인간과 로봇의 공존을 위한 사람 중심의 차별화기술 연구와 보유기술을 상용화해 나가는 롤 모델(role model) 입지 구축이라는 비전을 갖고 있다. 신년을 맞아 새로운 도약을 준비하고 있는 DGIST 협동로봇융합연구센터의 중점 연구 분야와 그 동안의 성과를 살펴본다.

DGIST는 2016년까지 로봇, 자동차 및 IT 관련 연구자들이 IoT·로봇융합연구부에서 함께 연구를 진행했다. 하지만 로봇 분야에 특화된 연구가 필요하다는 판단하에 2017년 연구조직 개편을 통해 '협동로봇융합연구센터'를 출범했다. 연구센터는 협동로봇 차별화 및 선도 기술 확보를 통하여 센터의 수월성을 추구하며, 보유 기술의 지속적인 상용화를 이행함으로써 지역전략산업이 글로벌 시장에서 경쟁력을 갖추어 나가도록 역할을 공고히 한다는 계획이다.

▲ 협동로봇 융합연구센터 연구방향 및 전략

▲ 핵심 연구분야의 개념도

센터의 목표는 ▲1단계(2017~2019년):기술상용화 롤 모델(Role Model) 연구센터 입지 구축 ▲2단계(2020~2022년):국내외 경쟁력을 갖는 센터(CoE, Center of Excellence)로 성장 ▲3단계(2023~2025년):글로벌 시장에서 협동로봇 기술 차별화를 선도하는 연구센터로의 도약을 목표로 정했다.

센터는 과학기술정보통신부가 지원하는 기본사업(기관고유사업, 일반사업)을 통하여 장기적인 목표하에 로봇분야 핵심 차별화 기술/부품/모듈/서비스를 확보해 나가면서, 단기/중기적으로는 보유한 기술을 활용하여 지역전략산업의 글로벌 경쟁력 강화를 선도해나감은 물론 부가가치 창출이 가능한 로봇 핵심기술을 기반으로 상용화를 추진하면서 미래성장동력을 창출해 나가고 있다.

구체적인 연구 분야는 능동형 운동재활을 위한 인간-로봇 상호작용 기술개발, 노약자 근력지원을 위한 소프트 웨어러블 로봇 개발, 사용자 맞춤형 근력훈련을 위한 트레이너 로봇 개발, 스마트공장의 생산물류 지원을 위한 협동이송로봇 개발, 로봇 핵심부품 개발 등이다. 특히 센터는 스마트 공장(생산물류, 공정 자동화) 구현을 위한 인간-로봇 협동기술 개발, 기술출자(연구소)기업 애로기술 및 기술이전기업 애로기술 개발 등을 중점 추진하고 있다.

DGIST는 기술 상용화와 지역기업 애로기술 지원을 위해 기술출자(연구소) 기업을 설립, 운영하고 있다. 디지엠텍(연구자: 강태훈)은 모(母)기업 동아금속(대표 정한일)과 DGIST의 기술(특허: 영구자석을 이용한 가변형 탄성체)을 출자해 설립했다. 4차 산업혁명을 대비하기 위한 기업의 신산업 발굴에 대한 요구로 DGIST의 기술을 출자했다.

▲ 강태훈 박사

디지엠텍의 주력 상품은 스포테인먼트(스포츠+엔터테인먼트) 제품과 재활로봇이다. 지난 2014년 설립 이후 특구기술사업화사업(연구개발특구진흥재단, 과학기술정보통신부) 및 연구성과사업화지원 기술업그레이드 R&D사업(연구성과실용화진흥원, 과학기술정보통신부)에 함께 참여하고 있으며, 사업화를 지속적으로 진행하고 있다. 강태훈 박사는 “특히 보행로봇의 제어기술을 활용한 “자기주도 보행이 가능한 런닝머신” 제품은 기존 경쟁기업과의 차별화된 제품으로 인정받고 있으며 2017년 기업설립 후 처음으로 관련 매출이 발생했다“고 소개했다.

▲ 자기주도 보행기술과 기술이 적용된 기술출자(연구소)기업 디지엠텍의 대표제품

또 다른 기술출자기업인 G-TEC ICS(연구자: 이승열)는 DGIST의 건축물 유지보수 로봇 관련 특허 기술을 기반으로 2014년 8월 설립됐다. 노후화된 사회인프라 유지보수 로봇 개발을 목표로 현장 인력 수급난을 해소하고 공기 단축을 통한 비용 절감에 체계적인 대응이 필요하다는 판단하에 설립됐다.

▲ 이승열 박사

2014년 설립 이후 특구기술사업화사업(연구개발특구진흥재단, 과학기술정보통신부)을 통해 ‘박스형 하수관로 치핑 자동화 로봇’을 개발했고, 지역산업거점기관지원사업(한국산업기술진흥원, 산업통상자원부)을 통해 ‘싱크홀 예방을 위해 벽투과 레이더 기반 하수관로 침수부 탐지 로봇’을 개발했다. 특히 기존 기술과 차별화 차원에서 숙련된 작업자의 작업 기술과 로봇 기술이 접목된 ‘인간-로봇 협업 기반 건설 자동화 및 로봇’ 제품으로 출시됐다.

▲ 인간-로봇 협업 기반 건설 자동화 로봇 기술이 적용된 기술출자(연구소)기업 G-TEC ICS의 대표제품

DGIST ‘협동로봇융합연구센터’는 지역 기업 애로 기술 해결에도 적극 나서고 있다. 복잡형상을 갖는 금형 에어홀 드릴링 로봇개발(연구자: 강태훈), 자율동작 및 인간-로봇 협업기반 지하구조물 유지보수 로봇개발(연구자: 이승열)이 대표적이다.

▲ 다관절 로봇제어 기술을 활용하여 개발된 신화ST의 금형 에어홀 드릴링 로봇

금형 에어홀 드릴링 로봇 기술은 자동차 금형제작에 관련된 신화ST(대표 임용희)의 애로기술인 '복잡형상을 갖는 금형의 에어홀 드릴링 작업'을 해결하기 위해 개발했다. 신차 개발에 필수적인 에어홀(150mm) 드릴링 작업은 장시간에 걸쳐 작업자의 수작업에 의존하고 있어 자동화가 어려운 기술이다.

이를 개선하기 위해 연구센터는 딥 드릴(Deep Drill) 로봇을 개발했다. 협동로봇융합연구센터의 보유기술 중 다관절 로봇의 제어기술 및 시뮬레이션 기술을 신화ST로 기술이전했으며 지속적인 관련 작업자의 교육 및 후속작업에 관해 협력하고 있다. 특히 기술의 완성도를 높이기 위해 로봇산업클러스터조성사업(산업통상자원부)에 공동으로 참여, 제품의 고도화를 추진했다.

또한 산업통상자원부의 R&D사업 지원을 통하여 개발된 지하구조물 유지보수 로봇 기술은 기존 인력 의존형 콘크리트 구조물 유지보수 작업의 문제점(기능인력 고령화 및 부족으로 인한 노무 생산성 저하, 임금 상승으로 인한 채산성 악화, 건설품질 저하, 안전사고 등)을 극복하기 위해 추진됐다. 이를 통해 개발된 박스형 하수관로 치핑 로봇은 작업 현장의 환경 특성과 사용자의 요구 사항 기반의 로봇 메커니즘 및 자동화 공법 설계, 인간-로봇 협업형 로봇 자율 동작 생성/추종 및 경로 보정 기술을 포함하고 있다.

▲ 인간-로봇 협업 기반 건설 자동화 및 로봇 기술을 활용하여 개발된 박스형 하수관로 치핑 로봇

협동로봇융합연구센터의 인간-로봇 협업 기술은 숙련된 작업자의 작업지능과 로봇의 물리력과 정교함이 통합된 기술로써 작업자의 작업 또는 동작 의지를 로봇이 스스로 감지하고, 그 감지된 작업 명령에 따라 로봇이 자율적으로 유지보수 작업을 수행할 수 있다. 이 로봇은 현재 실제 작업 현장(대구 북구 팔거천 인근)에서 필드 테스트를 마친 상태이며 국내 건축물 유지관리 기업과 기술 실시 계약을 진행하고 있다.

▲ 모바일워커

이밖에도 연구센터는 생산물류 대응을 위한 '모바일 워커(Mobile Worker)' 로봇, 소프트 웨어러블 로봇, 지능형 센서, 드론 능동안전관제 등을 개발하고 있다. 모바일워커는 공장 및 창고를 포함한 실내 환경에서의 물류 이송을 주된 목적으로 하며 기존의 단순 AGV(Automated Guided Vehicle)의 기술적 한계 및 응용 범위를 뛰어넘는 새로운 개념의 기술이다. 복수의 모바일 워커 로봇은 임의 형태로 유기적 조합이 가능하며 비정형의 물체를 포함하여 다양한 형태의 대상물 이송이 가능하다.