인간과 로봇의 협업은 세계적인 트렌드로, 이는 한국 로봇업계 역시 주목하는 분야이다. 이미 국내에서는 인간 협업형 로봇과 관련해 연구계를 필두로 다양한 요소기술들이 개발되어 왔으며, 가시적인 성과도 보이는 상황이다. 이에 따라 향후 예상되는 비즈니스 모델에 대한 국내 로봇업계의 대비가 필요한 시점이다.
국내 로봇업계, 인간-로봇 협업에 주목!
연구개발 단계였던 제조현장의 인간-로봇 협업은 미국의 Rethink Robotics가 선보인 BAXTER와 덴마크 유니버설로봇의 UR시리즈 등을 통해 본격적으로 로봇업계의 관심을 끌었다.
특히 두 로봇메이커는 꾸준히 후속 시리즈를 공개하며 인간-로봇 협업 비즈니스 모델을 선도적으로 구축해나가고 있는 상황이다.
인간-로봇 협업 비즈니스 모델의 간판격인 이 두 로봇메이커는 이제 국내 로봇업계에서도 주목하고 있다.
특히 유니버설로봇의 경우 유럽에서의 인기를 몰아 아태지역 포함 50여 개국에 진출했으며, 국내 시장에서도 공격적인 마케팅을 펼치고 있다. 다산뉴텍을 통해 처음 선보여진 이래 최근에는 비전세미콘의 자유로 시스템 등에 적용되며 실질적인 수요를 창출하고 있는 상황이다.
한편 국내 로봇연구자들은 인간-로봇 협업 기술과 관련해 일부 요소 기술들을 중심으로 개발되어 왔다. 한양대학교의 고중량 커튼월 조립용 굴삭기 협조제어에 관한 연구는 굴삭기 끝부분에 3자유도의 매니퓰레이터를 설치하고 굴삭기 작업자와는 별도로 커튼월에 가까이 있는 작업자가 추가 머니퓰레이터를 제어하는 방식의 연구였다.
이 굴삭기에 부착된 Force/Torque 센서에 직접 힘을 가한 직접교시를 통해 인간과의 협조제어를 실현하는 것이 그 목적이었으며, (주)NT리서치에서도 고층 빌딩의 중량 유리 조립 등에 관련 기술을 활용한 바 있다.
또한 한국기계연구원은 인간과 로봇의 협업 관련 연구를 통해 직접교시가 가능한 디버링 로봇을 제작, 선보인 바 있다. 이 로봇에는 인간-로봇 협업을 위한 콤팩트 로봇 설계/제작, 직접교시 및 재현 알고리즘, 통합안전기술 등이 적용됐다.
이 로봇의 통합 안전 시스템은 시각센서 및 초음파센서 등 외부 센서를 활용해 작업물, 작업상태, 작업자를 인식함으로써 정동적 장애물에 대한 접촉 위험도를 산정하고 실시간으로 충돌을 방지하는 단계, 사전에 충돌 감지가 실패해 예상하지 못한 충돌이 발생할 경우 초기에 Force/Torque 센서 또는 접촉 센서를 이용해 충돌을 인지·대응하는 알고리즘 채용, 최종적으로 충돌 감지 및 대응 알고리즘의 실패에 대비해 수동형 안전 관절에 대한 전략 수립 등 3단계로 구성된다.
<사진. 한국기계연구원이 선보인 직접교시 디버링 로봇>
인간-로봇 협업 시대에 대한 대비가 필요하다
그간 안전 펜스를 사이에 두고 격리되어 왔던 인간과 로봇은 사실상 협업의 시대를 눈앞에 두고 있다. 이 변화는 높은 생산성을 요구하거나 중량물을 다루는 단순반복 작업 프로세스가 아닌, 그간 로봇이 침투하지 못했던 후처리 분야, 인간의 순발력과 판단력이 필요한 분야에서 인간의 작업 효율을 더욱 높이는 방향으로 발전되고 있으며, RIA는 ‘Collaborative Robots - End User Industry Insights’ 보고서를 통해 이미 다수의 제조 프로세스에서 협업로봇이 사용되거나, 혹은 관심도가 높아지고 있음을 시사했다. 바야흐로, 안전 펜스를 걷어낸 로봇자동화 시스템의 시대가 성큼 다가온 것이다.
인간과 로봇의 협업이 본격화되는 시기에 대비한 다양한 연구들이 진행되고 있지만, 그중에서도 중요한 부분은 로봇SI기업들의 대비이다. 로봇 매니퓰레이터의 국산화 도모가 사실상 쉽지 않은 현 상황에서 인간 협업형 로봇 분야 역시 해외 로봇 제품을 구매해 현장에 적용하는 사례가 확대될 것으로 예상된다. 이에 따라 현재 연구계, 로봇제조사들과 함께 로봇SI 기업들 역시 새롭게 창출될 로봇 시장에 대응할 전략 마련이 필요한 때이다.
