'젊은 로봇공학자(Young Robot Engineer)' 코너는 한국로봇학회와 로봇신문이 공동으로 기획한 시리즈물로 미래 한국 로봇산업을 이끌어 갈 젊은 로봇 공학자를 발굴해 소개하는데 있다.

35번째 인터뷰는 현대로보틱스 김종원 책임연구원이다. 김 책임연구원은 1987년 부산 출생으로 부산 남일고등학교를 졸업하고 서울대 기계항공공학부에서 학사, 석사, 박사 학위를 받았다. 대학 재학시절인 2008년 브라질에서 열린 국제 디자인 콘테스트에 서울대 대표로 출전하였고, 대학원 재학시절에는 두산인프라코어(굴삭기 작업장치 최적설계), 현대위아(공작기계의 수학적 모델링), 현대중공업(도장자동화 로봇 연구), 유지인트(새로운 회전변환장치 개발) 산학과제 팀장 또는 팀원(현대중공업)으로 참여했다. 서울대 아이디어팩토리 총괄 조교를 맡아 리더십을 보이기도 했다. 2010년 12월부터 2011년 4월까지 뉴그리드(SPG 개발)에서 연구원 근무 경험도 갖고 있다.

졸업 후 2017년 2월 부터 현재까지 현대중공업지주(현대로보틱스) 로봇연구소 기구연구팀 책임연구원으로 3년여 근무하면서 부품도장 로봇 설계, 내외판 도장 로봇 손목축 상세설계 및 양산이관, 협동 로봇 기구부 개발(실무, 파트리더), 모바일 로봇 기구부 개발(실무, 기구부 파트리더) 업무를 하였고 2019년 9월부터 국책과제인 로봇핵심부품 국산화 실증사업 현대중공업 과제 책임자를 맡고 있다. 이러한 공로를 인정받아 '2018 연구성과 포상', '2019 현대로봇인상 대상'을 수상했다.

▲현대로보틱스 김종원 책임연구원

Q. 최근 하고 계신 연구가 어떤 것이 있는지 소개 부탁드립니다.

최근에는 연구보다는 개발 쪽의 일을 하고 있습니다. 협동로봇 기구부 개발이나, 모바일 로봇 구동부 개발이 그것들입니다.

Q. 서울대에서 Optimal design method of a four-bar linkage considering shape and velocity distribution of trajectory라는 제목으로 박사 학위를 받으셨는데 어떤 내용인지 소개 부탁 드립니다.

4절 링크는 1자유도 입력으로 아주 특이한 곡선의 형태의 출력을 만들어 낼 수 있습니다. 이 논문에서는, 이 특이한 곡선에 대한 4가지의 형태가 있음을 가정하고, 그 곡선의 수학적인 특성을 이용해 분류하여, 4가지의 형태가 있음을 증명하였습니다. 그리고 모양뿐만 아니라, 곡선의 각 위치에서의 속도까지 고려하여 원하는 모양의 궤적과 가장 유사한 모양의 출력 곡선을 가지는 4절 링크를 찾아내는 알고리즘에 대한 연구 결과를 다룬 논문입니다.

Q. 뉴그리드 연구원으로 5개월 정도 계셨는데 병역 문제 때문이었나요? 그곳에서는 무슨 일을 하셨는지요?

네, 산업기능요원을 위해 “뉴그리드”라는 대전에 위치한 SPG(security packet gateway)를 개발하는 업체에 취업했습니다. 산업기능 요원으로 편입전부터 업무에 대한 이해와 교육을 위해 다녔었는데, 해당 업체가 산업기능요원 관련 패널티를 받아 편입하지 못해 다시 학교로 돌아왔습니다. 그 당시에는 갑자기 그렇게 되어 아주 막막했었습니다. 그러나, 그 계기로 인해 제가 석사 및 박사학위를 받을 수 있기도 했고, 또 거기서 배웠던 프로그래밍 기술이 추후 제가 하는 다양한 업무에 도움이 많이 되었습니다.

Q. 현재 회사에서 협동 로봇과 모바일 로봇 개발에 참여하신 것으로 알고 있는데 자세한 소개 부탁 드립니다.

현대로보틱스에 입사 후, 처음으로 과제 책임으로 참여했던 프로젝트가 협동로봇 기구부 개발이었습니다. 당시에 현대로보틱스는 산업용 로봇을 주로 연구 및 개발하다 보니, 협동 로봇에 대해서는 거의 제로 베이스에서 시작해야 했습니다. 알고 계시듯 저희 회사가 협동 로봇 업계에서는 후발주자였습니다. 속된 말로 후발주자인데 맨땅에 헤딩하는 좋지 못한 상황에서 많은 시행착오를 겪으며 개발에 매진하였습니다. 남들이 하고 있는 것을 그대로 베끼고 따라하기 보다는 우리만의 특장점을 가지는 로봇을 개발하고자 다방면으로 노력하였습니다.

▲ 현대로보틱스가 개발, 제작한 협동 로봇

그래서, 다른 회사들이 하지 않았던 고가반하중(로봇이 들수 있는 무게)이면서, 디자인에 신경을 써 함께 일하는 작업자가 위협을 느끼지 않도록 하는 현대로보틱스만의 협동로봇을 개발할 수 있었습니다. 그 결과 로봇 업계에서는 세계적으로 두 번째로 디자인의 우수성을 인정받아, 독일 레드 닷 디자인 어워드(Red dot design award)의 제품디자인 부문에서 가장 높은 등급인 “베스트 오브 베스트”를 수상하는 영예를 안기도 했습니다. 현재는 올해 제품을 출시하기 위해 양산에 대한 준비를 열심히 하고 있습니다.

▲ 현대로보틱스가 KT와 함께 개발, 제작한 모바일 서비스 로봇

호텔용 모바일 서비스 로봇의 경우에는 당사와 KT간의 사업협력으로 시작한 프로젝트였습니다. 제가 협동 로봇을 통해 “맨땅에 헤딩 전문가”로 회사에 알려지면서, 제가 한 번도 해보지 못했던 로봇인 모바일 로봇의 기구 개발 책임자로 선정되었습니다. 심지어, 해당 프로젝트는 5개월 안에 실물을 만들어 내야 하는 상황이라 더더욱 힘들었습니다. 다행히 협동 로봇과는 다르게, 많은 인력을 투입시켜 5개월 만에 제품을 만들어 낼 수 있었습니다. 현재는 해당 제품을 다양한 환경에서 테스트를 하고 있으며, 향후 개발 및 활용 방향에 대한 구상을 진행중에 있습니다.

Q. 도장 로봇 설계 및 자동화 등의 일을 여러번 하셨는데 도장 로봇에 대한 국내 기술 수준이라든가 최근의 해외 동향이 있다면 어떤 것이 있을까요?

입사 후 처음으로 참여했던 프로젝트가 자동차 내외판 도장 로봇에 관한 것이었습니다. 도장 로봇을 개발함에 있어서 가장 중요한 요인은 방폭(폭파방지)구조에 대한 설계입니다. 로봇이 도료가 떠다니는 페인팅 룸에 있어야 하므로, 조그마한 스파크에도 폭발을 할 수 있는 가능성이 있습니다. 따라서, 그러한 스파크가 발생하지 않도록 아주 많은 부분을 신경 써야 합니다. 그렇기 때문에 별로 어려워 보이지 않을 수도 있지만, 여전히 국내에서는 제대로 된 도장 로봇이 없는 상황입니다. 저희는 해외의 유명 인증 기관에 방폭 성능에 대한 인증을 받았으며, 제가 참여한 모델은 현재 양산 중에 있으며, 새로운 모델에 대해서 현재 상품화 개발에 힘 쓰고 있습니다. 제가 최근에는 도장 로봇 프로젝트에는 참여하지 않아, 최근 동향에 대해서는 잘 알지는 못합니다.

Q. 서울대에서 학사, 석사, 박사를 모두 마치셨는데 로봇을 하시게 된 동기가 있다면?

저는 제게 주어진 연구개발 업무에 대해서는 분야를 떠나서 재미있게 개발을 수행할 자신이 있었습니다. 그러는 와중에 현대중공업에서 기구개발자를 찾는다는 소식을 듣고 지원을 했었습니다. 사실 저는 제 석사논문이 굴삭기와 관련된 내용이라, 굴삭기의 기구개발 부서로 배치받을 줄 알았습니다. 그런데, 당시 기술 면접 때 면접관님이 로보틱스 기구연구팀 팀장님이셨는데 저를 잘 보아 주셔서 로보틱스로 배정 받아 로봇과 처음 접하게 되었습니다.

Q. 여러 가지 연구를 하고 계신데 연구를 하면서 가장 어려운 부분은 무엇인지요?

연구를 하면서 가장 어려운 부분은 바로 사람이라고 생각합니다. 제가 경험해보니, 항상 사람으로 인해 문제가 발생합니다. 어떨 때는 업무가 너무나 많은데, 관련된 인력이 없어서 힘들 때가 있고, 또 어떤 경우에는 제가 의도한 방향과 다른 방향으로 업무를 해서 오히려 돌아가는 경우도 있습니다.

Q. 연구자로서 앞으로의 꿈과 목표가 있다면?

이런 말 하기는 부끄럽지만, 저희 회사 동료들 중 몇 몇은 저를 “협동로봇의 아버지”라고 부릅니다. 아버지의 입장에서 보면, 자기 자식이 잘되는 것이 꿈이지 않을까요? 그래서 저는 지금 개발 막바지에 있는 협동 로봇이 문제없이 양산되고, 잘 판매되는 것이 첫 번째 목표입니다.

그리고 한 가지 더 있는데 저희 회사는 국내에서는 어느 정도 이름이 알려져 있지만 아직 세계적으로는 잘 알려져 있지 않습니다. 끊임없는 연구개발을 통해 현대로보틱스 제품이 세계적으로 유명해지기는 것이 연구자로서의 두번째 목표입니다.

▲레드닷 디자인 어워드 시상식 모습. 사진 왼쪽 좌측 첫번째, 사진 오른쪽 좌측 두번째가 김종원 책임연구원

Q. 로봇공학을 연구하려는 학생들이 늘어나고 있습니다. 그러기 위해서는 어떤 준비와 노력이 필요한지 후배들에게 조언을 해주신다면?

로봇은 자동차 같이 아주 큰 시스템이 아닙니다. 따라서, 한 종류의 로봇을 개발할 때, 적게는 1명부터 많게는 3명 정도가 투입되는 것이 전부입니다. 그렇기 때문에, 한 명이 로봇과 관련한 다양한 분야에 대해서 알고 있으면 연구 및 개발을 할 때 도움이 많이 됩니다.

따라서, 로봇을 설계하고 제작하는 것에 대한 필요한 지식, 예를들면 기구 설계, 동역학, 기구학, 제조공정, 제어 알고리즘, 하드웨어 제어기들을 두루 섭렵한다면, 어떠한 분야에서도 로봇공학을 하는 데에는 강점으로 작용할 것입니다.

Q. 국내 로봇산업이 한 단계 더 발전하기 위해 조언을 해 주신다면...

최근에 국내에서도 협동 로봇을 필두로 로봇에 대한 관심이 많아진 것으로 알고 있습니다. 그래서 저는 최근 국내 로봇산업이 한 단계 발전했다고 생각합니다. 그런데도 아직까지는 많이 부족합니다. 그 이유는 바로 인력 부족이라고 생각합니다. 따라서 로봇과 관련된 인력을 양성하고, 그들이 실제로 로봇산업에 발을 들이도록 하는 선순환 구조를 만든다면, 국내 로봇산업이 아주 크게 도약할 수 있는 발판을 마련하지 않을까 생각합니다.

Q. 연구에 주로 영향을 받은 교수님이나 연구자가 계시다면...

제 인생에 가장 큰 영향을 주신 분은 저와 이름이 같은데, 바로 저의 대학원 지도교수님인 서울대 김종원 교수님입니다. 교수님께서는 산업계에 몸 담고 계시다 교수가 되셨는데, 그러한 경험을 항상 강조하셨지만 회사 생활을 하기 전까지는 크게 와닿지 않았었습니다. 그런데, 제가 직접 회사를 다니고 보니, 교수님께서 평상시에 말씀해주시고 조언해 주신 것들이 정말로 제가 회사에서 연구개발을 하는 데에 큰 도움이 되었고, 그로 인해 좋은 성과도 낼 수 있었던 것 같습니다. 그리고, 제가 대학원생일때 공동연구를 수행했던 한양대 서태원 교수님도 제 연구에 큰 영향을 미쳤습니다. 김종원 교수님께서 큰 방향을 제시해 주셨다면, 서태원 교수님께서는 연구의 디테일에 대해서 항상 조언해주시고 도움을 주셔서, 대학원 시절 동안 저는 좋은 논문들을 많이 작성할 수 있었습니다.