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한국생산기술연구원 로봇연구실용화그룹
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승인 2014.04.07  15:51:19
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한국생산기술연구원 로봇연구실용화그룹은 핵심기술의 개발과 이전을 통해 로봇산업 발전에 앞장서고 있다.

▲ 박상덕 로봇연구실용화그룹장
지난
1일부터 경기도 과천국립과학관에서 열리는 로봇랜드의 전설공연에서 관람객들로 부터 가장 큰 인기를 모으고 있는 아리공주 역할을 맡은 로봇 배우가 있다. 사람처럼 감정을 표현하고 노래하는 이 로봇을 개발한 곳이 바로 경기도 안산에 위치한 한국생산기술연구원 로봇연구실용화그룹이다. 현재 정규직 21, 비정규직 37(상근 28, 비상근 9), 학생 22명 등 총 80명의 연구 인력이 이곳에서 로봇 개발에 매진하고 있다.

한국생산기술연구원은 지난 1월 조직개편을 통해 생체모방로봇연구그룹, 로봇융합연구그룹, 실용로봇연구그룹 등 3개로 흩어져 있던 로봇 관련 연구 조직을 경기지역본부 로봇연구실용화그룹으로 통합시켰다. 이 그룹은 극한로봇솔루션연구단, 중소로봇제조공정연구단, 인간지원로봇연구단, 생체모방형로봇연구단, 원격기술연구팀, 로봇지능연구회 등 6개 세부 조직으로 구성돼 있다. 각 연구 조직들은 무인화, 고령화 사회, 제조업 부활 등 최근 국내외 환경 변화에 대응할 수 있는 로봇을 개발하고 있다.

극한로봇솔루션연구단은 무인화와 관련된 국방, 극한 및 재난관리 등에 사용될 수 있는 로봇에 주력하고 있다. 다음으로 인간지원로봇연구단은 보건·고령 친화 산업, 콘텐츠 산업에 관한 연구 과제를 수행하고 있다. 또 중소로봇제조공정연구단은 중소기업의 성장을 돕는 기술개발에 초점을 두고 있다. 원격기술연구팀, 로봇지능연구회 등은 각 연구단을 지원하는 역할을 하고 있다.

원천 기술과 실용화 두마리 토끼 잡다
▲ 유압구동 견마로봇 '진풍'

생기원이 산업계 지원을 목적으로 설립된 기관이기 때문에 로봇기술융합연구그룹도 중소·중견기업을 위한 로봇 실용화 기술 개발 및 관련 기술이전을 목표하고 있다. 뿐만 아니라 미래를 위한 차세대 로봇 기술 개발연구도 함께 진행하고 있다.

먼저 산업 부문 실용화 기술 개발은 인간과 로봇의 시너지를 발휘하는 것에 초점을 두고 있다. 이에 대해 박상덕 그룹장은 "사람이 잘하는 일이 있고 로봇이 잘하는 것이 있다"며 "우리가 추구하는 로봇은 완전 자동화보다는 사람이 어려운 작업을 지시하고 실제 힘든 일은 로봇이 하게 하는 세미 오토노머스(Semi-Autonomous) 개념"이라고 설명했다. 이어 박그룹장은 "DARPA 로보틱스 챌린지에서 볼 수 있듯이, 비정형적 환경에서는 로봇이 사람처럼 지능을 갖고 작업을 수행하는 완전 자동화는 어려운 일"이라며 "이런 것을 추구하기 보다는 인간과 로봇의 협업을 통해 시너지를 발휘하면서 산업에서 활용될 수 있는 기술을 개발하는 것이 우리의 연구분야"라고 덧붙였다.

로봇그룹의 또 다른 연구 개발 추진 전략은 차세대 로봇 개발이다. 이 분야는 로봇지능, 차세대 액추에이터 개발 등과 관련돼 있다. 특히 차세대 액추에이터는 현재 로봇 관절에 사용되는 모터를 대체하기 위한 사람 근육 같은 구동 장치를 개발하는 것이다. 이런 세부 과제와 함께 로봇그룹은 로봇 기술과 융합할 수 있는 창의적이고 새로운 아이템을 찾기 위해 노력하고 있다.

용접에서 배우까지전산업에 걸친 로봇들
▲ 로봇연구실용화그룹이 기술이전한 착용로봇 '하이퍼'를 시연하고 있는 고재호 대우조선해양 사장
그간 로봇그룹은 주조 및 용접 공정용 로봇
, 무인물류로봇, 이송시스템, 다족형 견마로봇 '진풍', 근력증강용 착용 로봇 '하이퍼', 척수손상 하반신 마비환자의 재활훈련 및 보행보조용 재활로봇 '로빈'(ROBIN), 감성로봇 '에버', 실내외 탑승형로봇, 생체모방형 물고기로봇 등 다양한 로봇을 개발했다. 또 관련 기술의 업그레이드도 수시로 이뤄지고 있다.

먼저 주조 및 용접 공정용 로봇은 뿌리 산업에서 사람이 하던 아주 열악한 작업을 대신하도록 설계됐다. 특히 이 로봇은 프로그램화할 수 없는 비정형 고난위도 작업을 원격 제어와 힘센서 등을 활용해 사람이 멀리 떨어진 장소에서 지시하는 것만으로 정밀한 작업을 가능하게 한다.

무인물류로봇 및 이송시스템은 택배 물품을 지역별로 분류하는 사람의 작업을 로봇으로 대체했다. 현재 로봇그룹은 국내 한 택배회사에 무인 물류 시스템의 로봇 이동기술을 이전해 주기로 한 상태다.

견마 로봇 '진풍'의 경우, 현재 유압구동로봇제어기술개발 과제를 통해 제어 성능을 높이는 연구가 추진되고 있다. 큰 힘을 내는 유압구동로봇의 제어 기술 개발해 보행 기술을 향상시키고 나아가 산업용 로봇팔에 적용시킬 계획이다.

근력증강용 착용 로봇 '하이퍼'는 지난해 대우조선해양에 기술 이전해 상용화를 위한 준비단계에 있다. 또 로봇그룹은 방위사업청의 민군겸용기술사업 일환으로 험지 적응형 하지근력 고반응 제어기술 개발사업에 참여 국방과학연구소(ADD), 현대로템 등과 함께 관련 기술의 국방 분야 적용을 추진하고 있다.

또 다른 착용 로봇에는 척수손상 하반신 마비환자의 재활훈련과 일상적인 생활이 가능하게 돕는 '로빈'이 있다. 이 로봇은 무게를 감지하는 감압센서를 장착해 장애인도 일반인과 비슷한 수준으로 걸을 수 있게 한다.

로봇뮤직컬 '로봇랜드의 전설'에서 아리공주 역을 맡고 있는 안드로이드 로봇 '에버'는 방송출연, 공연 등을 통해 일반인들에게 가장 널리 알려져 있다. 얼굴에 장착된 30개의 모터로 다양한 표정을 지을 수 있어 실제 사람을 보는 듯 착각을 불러일으킨다.

이밖에 박물관과 전시관 등에서 사용될 수 있는 실내외 탑승형 로봇, 수질 감시용 생체모방형 물고기로봇 등이 개발됐다.
▲ 지1일 국립과천과학관 어울림홀에서 막이 오른 로봇뮤직컬 '로봇랜드의 전설-트리아의 별'에서 아리공주 역을 맡은 에버가 노래하고 있다.

뿌리산업공정 로봇화 주력
로봇그룹은 올해부터 향후 3년간 중소제조 환경에서의 유연생산을 위한 로봇융합 공정제어 및 작업지능 기술 개발을 내부적으로 추진할 계획이다. 이를 위해 제조용 로봇 부품, 생산 공정 제어 기술, 원격 작업 인터페이스 기술, 로봇작업 지능제어기술 등에 대한 세부 연구 계획도 갖고 있다.

특히 주조, 금형, 용접 등 뿌리산업 분야에서 사람이 힘든 일을 로봇으로 대체하는 것에 주력할 방침이다. 이 분야는 작업자체가 비정형적이기 때문에 로봇을 통한 완전 자동화가 힘들다. 따라서 로봇그룹은 사람이 로봇에게 작업을 가르쳐 주고 실제 작업은 로봇이 담당하게 하는 기술을 개발할 계획이다. 또 작업이 바뀔 때마다 로봇을 프로그래밍 하는 것이 아니라, 로봇이 사람의 작업을 보고 스스로 이해하고 학습해 작업을 수행하게 할 계획이다. 이에 따라 로봇작업 지능제어기술과 관련된 인간작업 패턴인식, 지능형 작업 학술 기술 등에 대한 개발이 추진된다.

또 로봇그룹은 올해부터는 기계연구원이 추진해 오던 산업부의 중소제조용로봇시범사업을 맡아 추진할 계획이다. 사업은 이상무 수석연구원이 담당한다.

▲ 로봇연구실용화그룹이 소속된 한국생산기술연구원 경기지역본부 전경
해외를 넘어 우주로

로봇 그룹은 향후에는 보다 다양한 산업 분야에 활용될 수 있는 로봇 개발에 주력할 방침이다. 특히 고중량물 작업용 양팔 로봇 팔을 장착한 험지이동 로봇 기술, 학습 기반 자율성 공유(shared Autonomy) 원격제어 개술, 유연생산시스템을 위한 고중량 핸들링 로봇용 작업지능 제어 기술, 미래 로봇생산시스템 기술 등에 장기적인 연구 계획을 세워놓고 있다.

박상덕 그룹장은 "정부가 추진하고 있는 극한재난대응로봇 분야에 대한 연구가 로봇그룹을 중심으로 이뤄질 것"이라며 "이는 험지에서 어려운 작업을 해야 하고 사람이 원격 제어하는 것"이라고 말했다.

더불어 로봇그룹은 국내를 넘어 해외로 기술 수출도 추진하고 있다. 현재 브라질 정부와 커피수확로봇 공동 연구개발을 위한 논의를 진행하고 있다. 박상덕 그룹장은 이와 관련 구체적인 성과가 올 하반기에 나타날 것이라고 말했다.

또 로봇그룹은 한국과학기술연구원(KIST)이 주관하는 달탐사 로버 개발에도 참여, 3차원 레이저 거리측정 센서를 활용해 로봇이 사람처럼 나무·산 등과 같은 사물을 인식할 수 있게 하는 환경 및 지형인식 기술을 개발하고 있다.

이처럼 한국생산기술연구원 로봇연구실용화그룹은 산업의 근간을 이루는 뿌리산업의 생산 공정에서 국방, 의료, 문화 산업을 넘어 우주항공까지 전분야에 걸쳐 우리나라의 로봇기술을 끌어 올리는 주역으로 자리 잡고 있다. 김태구 기자

김태구  ktg@irobotnews.com
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