로봇이 컴퓨터에 탑재되고, 무너진 건물에서 부상자를 구조하며, 장애인들의 사회복귀를 돕는다. 이 뿐만이 아니다. 환자를 수술하고, 멀리 떨어진 우주에서 다른 세계를 발견하는 것도 로봇이 하고 있는 일이다. 이런 로봇의 개발에 맥슨 모터(maxon motor)의 드라이브 시스템(drive system)이 활용되고 있다. 본 지면에서는 맥슨 모터의 드라이브 시스템이 로봇에서 어떻게 사용되며, 정확히 무엇을 작동시키는지 살펴보고자 한다.
연재순서
# 1. 화성 탐사 로봇
# 2. 수술용 로봇
# 3. 로봇 슈트
# 4. 로봇 팔
# 5. 구조용 로봇
# 6. 수중용 로봇
#1 어떻게 Mars rover는 화성을 탐사할까?
화성을 탐사하는 로봇
화성은 불과 지구의 반 정도 크기이지만, 그 표면적은 우리 지구와 매우 흡사하다. 다른 화성 탐사에서 발견된 것에 의하면 따뜻하고 습한 기후는 아주 오래전부터 존재해왔음을 알 수 있다. 이러한 조건에서는 유기체적 생명의 출현도 가능하다.
쌍둥이 NASA 로봇인 ‘Sprit’과 ‘Opportunity’가 이러한 발견에 기여했다. 2004년 이 두 로봇은 각각 화성의 다른 지역에 착륙하였다. 그리고 불과 5년 후에 6개의 바퀴가 달린 탐사선이 화성주위를 순항하며 36GB에 해당하는 재미있는 데이터를 지구로 전송해왔다.
39개의 맥슨 DC motor
각각의 탐사선에는 39개의 맥슨 DC motor가 탑재되어 있다. 정밀한 드라이브는 로봇의 팔 조정, 암석 절단, 카메라 작동, 기계 조정, 화성의 암석 표면 위를 180킬로미터로 움직이게 하는 6개의 바퀴(길이 1.6m, 높이 1.5m) 등 다양한 곳에 적용되었다.
표준 제품 라인의 모터는 지름 20~25mm로, 90% 이상의 효율성을 자랑한다. 또한 주변 조정 장치들은 극한 상황에 대비한다. 하드웨어는 화성 표면 온도 -120˚C에서 25˚C를 견뎌 내야할 뿐만 아니라, 행성의 진동과 이산화탄소로 이루어진 특수 기후에도 적응해야 한다.
이러한 특징을 자랑하는 맥슨 드라이브가 적용된 로봇들은 고도의 과학 측정기구들을 적절히 배치할 수 있었다.
행성에 대한 정보 분석과 전송
다기능 카메라 Pancam은 탐사선이 위치한 장소의 이미지들을 찍어낸다. 이 카메라 시스템은 탐사선의 안테나에 부착되어 있다. 현미경 카메라는 분석된 암석의 이미지들을 전송한다. TES(열방출분광계)는 암석과 대기의 적외선 이미지들을 읽어내고, Pancam과 마찬가지로 안테나에 위치한다. APXS(알파 프로톤(양자) X-ray 분광계)는 암석의 표면을 분석하여 성분 정보를 중계한다. 또한 RAT(암석 연마장비)는 소형 팔이 부착된 장비로, 암석 안을 조사할 수 있도록 암석에 구멍을 뚫는다.
#2 수술용 로봇은 수술실에서 어떻게 작동을 할까?
병원 속의 수술용 로봇
로봇은 병원에서도 그들의 영역을 찾았다. 미국 의료기술 회사인 Intuitive Surgical이 만드는 수술용 로봇을 통해 의사들은 보다 정확하고 효율적인 수술을 하게 된다.
그들은 수술대가 아닌 컨트롤 패널(control panel) 위에 손을 올려놓고, 기구를 사용해 환자의 몸속을 모니터하며 수술을 집도한다. 이러한 내시경 수술은 보다 정확한 수술을 가능케 하며 환자들의 몸에 가해지는 상처도 최소화한다.
미니어처 카메라와 로봇 팔
로봇의 사용으로 최소의 절제 수술이 가능해졌다. 이는 더 이상 수술 중 환자의 몸이 지나치게 절개될 필요가 없다는 것을 의미한다. 오직 3개의 절개부만이 요구될 뿐이다.
이러한 작은 절개부 중 하나는 환자의 몸속을 보여주는 미니어처 카메라(대략 5미터 길이)의 삽입을 위한 것이다. 그리고 다른 두 번의 절제술을 통해, 장비들이 장착된 로봇 팔이 삽입된다.
의사들의 정확한 수술 도구 ‘로봇’
외과의는 3D이미지를 보여주는 수술용 콘솔에 앉아 로봇 팔의 움직임을 컨트롤하는 2개의 마스터 팔을 조종한다. 이것의 장점은 상당하다. 민감한 수술에 대한 의사들의 부담감을 덜어주고, 환자들에게는 안전을 보장한다.
필요시엔 수술 부위의 이미지를 더 크게 확대할 수가 있으며, 로봇은 내시경의 사용으로 발생되는 불필요한 손의 떨림을 완화시킨다. 또한 획기적인 절제술로 환자에게는 작은 흉터만 남게 되고, 회복이 빨라 입원 기간이 단축된다.
로봇의 움직임 제어하는 ‘맥슨 DC motor’
맥슨 DC motor는 로봇의 정확한 움직임을 보장한다. 2개의 드라이브는 팔을 앞뒤, 좌우로 움직이게 하며, 또 다른 모터는 수술 장비를 위 아래로 움직여 외과의의 어깨와 팔의 움직임을 재현한다. 4개의 맥슨 RE25 motor는 닦고, 흔들고, 두드리는 간접적인 인공 모션을 발생키는 두개의 마스터 팔에 동력을 공급한다. 이렇듯 로봇은 이제 수술을 집도하는 의사들을 위한 정밀한 장비가 되었고, 로봇 시장에서 맥슨 모터의 우수성은 앞으로도 계속될 것이다.
맥슨모터코리아 www.maxonmotor.co.kr
