제네시스로보틱스가 최근 로봇 액추에이터의 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 모터 및 감속기 솔루션을 공개했다. 기존과 다른 방식의 설계를 적용해 퍼포먼스 향상을 실현한 동사는 전기모터인 라이브드라이브와 자체 개발한 로봇용 감속기로 업계의 주목을 받고 있다.
(좌측부터)제네시스로보틱스 로이 프레저 세일즈&마케팅 부사장,
제임스 클라슨 CTO, 크리스 디 렐로 CEO(사진. 로봇기술)
캐나다 벤쿠버 소재의 제네시스로보틱스(Genesis Robotics)는 전기모터와 로봇용 감속기를 전문적으로 제조하는 기업으로, 최근 새로운 형태의 모터 및 감속기 솔루션으로 로봇업계의 관심을 모으고 있다.
최근 이 회사는 독자적인 기술력으로 개발한 고성능 전기모터 라이브드라이브(LiveDrive®)와 두 종류의 로봇용 고정밀 감속기를 시장에 선보였다.
지하창고에서 시작된 혁신
제네시스로보틱스의 핵심 기술은 제임스 클라슨 CTO로부터 시작됐다. 제임스 클라슨 CTO는 유년기 시절, 자택 지하실에서 여러 가지 부품을 조립해 팔과 머리를 움직이는 기초적인 형태의 로봇을 만들면서 로봇 구동 분야에 큰 관심을 가졌다. 그는 “그때 만들었던 15㎏ 무게의 로봇에는 손톱만큼 작은 모터가 적용됐다. 이 작은 모터가 5㎏의 물건을 들 수 있다는 사실에 감동을 받으면서 로봇의 매력을 알게 됐다.”라며 “이때부터 높은 토크의 모터를 만들어내는 데 집중했다. 기존에 해왔던 작업을 토대로 혁신적이고 창의적인 제품을 만들기 위해 골몰했고, 다양한 신기술을 확보해 가장 정확하면서도 높은 토크의 로봇 구동 부품을 만들었다.”라고 회고했다.
제임스 클라슨 CTO는 ‘21세기의 발명가’라는 이름으로도 불린다. 그는 30개 이상의 특허를 보유하고 있으며, 그의 기술들은 뉴로서저리저널(Neurosurgery Journal)에 발표되기도 했다. 작은 공간에 큰 힘을 집약하는 구동 기술로 헬스케어부터 서스펜션 디자인, 인간 동역학, 로봇공학에 이르기까지 광범위한 분야에 기술 확장을 전개하고 있다.
그는 “약 5년 전부터 모든 기술력을 모터 개발에 집중하기위해 모기업인 제네시스어드밴스드테크놀로지(Genesis Advanced Technology)의 스핀오프기업으로 제네시스로보틱스가 설립됐다”라며 “라이브드라이브는 개발 역량의 집중으로 출시된 하이라이트 제품”이라고 설명했다.
라인브드라이브(사진. 제네시스로보틱스)
새로운 전기모터 ‘라이브드라이브’
제네시스로보틱스는 생산성을 높이고, 로봇공학 및 산업 자동화 전반의 총소유비용(Total Ownership Cost)을 낮추는 하이토크, 로우 프로필 폼팩터 솔루션 개발을 지속적으로 추진해왔다. 라이브드라이브는 이를 위해 더 큰 가속력과 빠른 속도, 향상된 정지 토크로 직접 구동 작동을 구현해 기존의 기어 및 벨트 트랜스미션이 필요하지 않아 액추에이터의 디자인을 간소화할 수 있고, 신뢰성 또한 대폭 향상시켰다.
제임스 클라슨 CTO는 “약 100여 년 전부터 이미 사람들은 더 높은 토크의 모터를 개발하는 것이 불가능하다고 말했었다. 그러나 우리는 결과에 구애받지 않고 순수하게 그 동안 개발해보지 않았던 영역을 개척하고자 집념과 열정을 쏟아 부었다.”라며 “약 3년간 2,000만 달러에 달하는 시간과 비용을 투자한 결과, 우리는 모터의 토크 향상을 위한 3가지의 중요한 사실을 발견했다.”라고 귀띔했다.
사진. 제네시스로보틱스
그는 “그간의 연구 활동을 통해 우리는 자기력을 향상시키는 방법, 모터를 더욱 경량화하는 방법, 모터 발열을 효과적으로 분산시킬 수 있는 방법을 찾아냈고, 그 결과 시중에 출시된 같은 중량의 모터 대비 약 2~3배 이상 향상된 토크의 라이브드라이브를 출시하게 됐다”라고 전했다.
라이브드라이브는 액시얼(Axial. 축방향)과 래디얼(Radial, 방사형)의 두 가지 타입으로 구성되며, 자기 증폭과 더욱 향상된 구조의 자기 아키텍처, 차별화된 열 분산 능력이 강점이다. 여기에 제네시스로보틱스가 자체적으로 개발한 고성능 감속기가 결합되면 더욱 다양한 응용 분야에서 강력한 구동 능력을 발휘한다.
새로운 형태의 고정밀 감속기
제네시스로보틱스는 라이브드라이브와 함께 자체적으로 개발한 새로운 형태의 고정밀 로봇 감속기 두 종을 함께 공개했다. 더블헬릭스(Double Helix®)와 리플렉스(Reflex®)로 명명된 이 두 종류의 감속기는 이전까지와 다른 개념의 로봇용 고정밀 감속기로, 금속의 탄성역학 대신 내부에 복수의 기어들을 교차 삽입하는 방식으로 설계됐다. 외경과 내경 사이에 작은 원통형 기어들을 지그재그로 삽입함으로써 맞물리는 기어의 치가 더욱 많으며, 내구성과 역구동성 측면에서도 강점을 지닌다.
리플렉스(사진.로봇기술)
한편 이 같은 구조의 감속기는 더욱 많은 기어를 가공해 삽입해야 되는 만큼 생산성과 원가절감이라는 숙제가 있다. 동사의 또 다른 감속기 리플렉스는 이 같은 문제를 플라스틱 사출성형 공법으로 해결했다. 플라스틱 사출성형으로 제작된 리플렉스는 감속기 내에 베어링이 없는 대칭 구조로 설계돼 안정성과 내구성을 확보했으며, 무게 또한 경량화됐다. 이 같은 강점은 특히 협동로봇이나 서비스 로봇 등에 적합하다.
혁신을 추구하는 젊은 기업
제네시스로보틱스의 영업과 마케팅을 총괄하고 있는 로이 프레저 세일즈&마케팅 부사장은 25년 경력의 엔지니어로, 지난 2018년 이 회사에 합류했다. 그는 “오랫동안 엔지니어로 활동하면서 많은 엔지니어들이 더욱 향상된 구동 솔루션 개발에 도전하고, 실패하는 것을 살펴봤으며, 직접 경험하기도 했다. 이미 모터의 성능이 상향평준화된 시점에서 드라마틱한 액추에이터의 성능 향상은 어려운 일이었기 때문이다.”라며 “그러나 제네시스로보틱스는 라이브드라이브를 이용해 세계에서 가장 빠르고, 위생적인 델타로봇 데모를 구축했다. 이 동영상을 보고 제네시스로보틱스에 합류하는 것을 쉽게 결정할 수 있었다.”라고 밝혔다.
2019 동경국제로봇전에 참가한 제네시스로보틱스(사진. 로봇기술)
또한 크리스 디 렐로 CEO는 “약 18개월 만에 회사가 2배가량 성장했다. 젊고 혁신적인 기업으로 평가받고 있는 만큼, 벤쿠버에 위치한 R&D센터에는 신기술에 관심 있는 지역 대학 졸업 인력부터 고경력 기술자들까지 많은 사람들이 제네시스로보틱스를 찾아 즐겁게 일하고 있다.”라며 “현재 신제품 개발 의욕이 높고 의사결정이 빠른 혁신기업들과 협력을 추진하고 있으며, 변화되는 산업구조를 면밀하게 모니터링해 적극적으로 시장에 대응할 것”이라고 말했다.
