생기원, 중소제조 기업 활용 가능 롭소 손가락 개발...'저렴하면서 정확해'

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생기원이 개발한 3개 로봇 손가락으로 물건을 집은 모습
<생기원이 개발한 3개 로봇 손가락으로 물건을 집은 모습>

우리 연구진이 중소제조 근로자와 협업하는 로봇 손가락을 개발했다.

한국생산기술연구원(원장 이낙규)은 사람 손동작을 모방해 세 개 로봇 손가락만으로 물체를 잡아 빠르고 정교하게 '팩인홀' 작업을 수행하는 조립기술을 세계 최초로 개발했다고 22일 밝혔다.

팩인홀은 로봇팔이 미리 설정된 경로로 부품을 조립하는 방식을 뜻한다.

기존 로봇팔은 집게 형태 그립퍼가 손 역할을 대신하는데, 부품 형상에 따라 크기와 모양이 제각기 다르다. 오차 보정 조작도 어렵다는 단점이 있다. 로봇 손에 부착된 '힘-토크 센서'를 이용, 물체를 조립하는 기술도 연구되고 있는데, 센서 가격이 개당 천만 원 가량으로 비싸 상용화 부담이 큰 편이다.

배지훈 생기원 로봇응용연구부문 박사팀은 2016년 독자 개발한 양팔로봇 기술을 발전시켜 각각 3~4마디 관절을 지닌 손가락 세 개로 로봇 손을 제작, 상용 로봇 팔에 부착해 새로운 협동로봇을 구현했다.

이 로봇은 손가락 두 개로 물체를 집는다. 다른 손가락으로는 물체를 살짝 기울인 상태에서 조립 위치로 끌고 간다. 이때 부품이 들어갈 구멍 방향으로 '합력'이 생겨 빨려 들어가는 원리로 조립한다.

로봇에는 작업 위치와 상황을 스스로 판단하는 '인공지능 맵(AI-Map)'이 구축돼 있어 오차가 있어도 자체 보정한다. 불필요한 팔 동작은 최소화 해 손가락 관절을 주로 움직여 조립한다.

개발 협동로봇은 부품 간 이격이 0.1㎜ 수준에 불과한 팩인홀 작업을 약 3초 내외로 수행할 수 있다. 또 값비싼 힘-토크 센서가 필요 없고, 부품도 상용 제품을 사용해 제작비용이 저렴하다.

배지훈 박사는 “사람 손의 속도와 정확도를 따라잡아 실제 손처럼 자유자재로 실수 없이 움직이도록 하는 것이 최종 목표”라며 “기존 양팔로봇 손에 이번 기술을 적용해 실용화 가능한 수준으로 생산단가를 낮추는 후속 연구를 이어갈 계획”이라고 말했다.

한편 이번 성과는 한양대가 주관하고 산업통상자원부가 지원하는 로봇산업핵심기술개발사업 일환이다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com