(주)모터114 기술연구소 전용철 상무 / 사진. 로봇기술
(주)모터114는 이유봇(EYOUBOT)의 일체형 조인트 모듈과 FPGA 제어 솔루션을 국내에 공급하며 휴머노이드 로봇·협동로봇용 관절 플랫폼 사업을 확대하고 있다. 동사가 제공하는 모터·감속기·엔코더·드라이브가 통합된 모듈은 고속·고정밀 제어와 개발 효율성을 높여 다양한 로봇 상·하체 구성에 적용된다. (주)모터114는 이를 기반으로 향후 웨어러블·보안·순찰 로봇 등으로 응용 분야를 넓힐 계획이다.
사진. 모터114
휴머노이드 로봇·협동로봇 관절 구동 솔루션 제시
휴머노이드 로봇과 협동로봇 개발 경쟁이 본격화되면서, ‘관절 구동 솔루션’이 로봇 기구 설계의 핵심 부품으로 부상하고 있다. 모터·감속기·브레이크·드라이브·엔코더가 통합된 일체형 조인트 모듈을 활용하면, 로봇 개발사는 구동계 설계와 튜닝에 소모하던 시간을 대폭 줄이고, 시스템 통합과 양산 단계에서의 리스크를 최소화할 수 있다. (주)모터114(이하 모터114)는 중국 이유봇(EYOUBOT)의 일체형 조인트 모듈과 FPGA 기반 제어 솔루션을 국내에 공급하며, 휴머노이드 로봇·협동로봇 관절 플랫폼 사업을 본격화하고 있다.
이유봇 조인트 모듈의 가장 큰 특징은 모터, 하모닉 감속기, 듀얼 앱솔루트 엔코더, 드라이브, 선택형 브레이크를 하나의 패키지에 통합한 구조다. 중앙홀 구조를 채택해 케이블을 관통 배선할 수 있고, EtherCAT과 CAN 기반 통신을 지원해 기존 모션 제어 시스템과의 연동도 용이하다. 로봇 개발사는 각 관절 위치에 맞는 토크·속도·기어비·외형을 가진 모듈을 선택해 조합만 하면 되고, 복잡한 배선·방열·노이즈 대책을 개별로 설계할 필요가 없다.
제어 기술 측면에서는 FPGA 기반 FOC(Field Oriented Control) 드라이브를 채택했다는 점이 돋보인다. MCU 기반 구동기의 경우 제어 주파수와 토크 응답 속도에 한계가 있어, 복수 관절이 동시에 동작하는 휴머노이드 로봇 환경에서 저속 진동, 외란 대응, 반복 정밀도에 제약이 발생하기 쉽다. 반면 이유봇의 FPGA 솔루션은 전류 루프·속도 루프·위치 루프를 하드웨어 병렬 연산으로 처리해 고속 응답과 넓은 제어 대역폭을 구현하며, 확장 상태 관측기(ESO) 기반 외란 추정과 비선형 상태 오차 피드백 제어 알고리즘을 적용해 산업 환경에서의 충격·부하 변동에도 안정적인 궤적 제어를 가능하게 한다.
기구 및 부품 구성 역시 휴머노이드 로봇·협동로봇용으로 최적화돼 있다. 하모닉 감속기는 Leaderdrive와의 전략적 파트너십을 통해 확보한 고정밀 모델을 적용하고, 프레임리스 모터는 저발열·고효율 특성을 가진 일본산 코어를 채택했다. 듀얼 마그네틱 앱솔루트 엔코더는 18~19bit 급의 분해능을 제공해 배터리 없이도 정전 후 즉시 절대 위치 복원이 가능하고, 선택형 무여자형 브레이크는 전원 차단 시 즉각적인 정지와 자세 유지에 활용된다. 이러한 구성은 저소음·저백래시·고토크 밀도라는 상반된 요구 조건을 동시에 만족시키며, 배터리 구동 휴머노이드 로봇의 운전 시간을 늘리고, 협동로봇의 반복 정밀도를 향상시키는 데 기여한다.
풍성한 라인업으로 다양한 산업 대응
모터114가 공급하는 이유봇 PH시리즈는 휴머노이드 로봇 상체 관절에 특화된 하모닉 감속기 내장형 조인트 모듈이다. 목, 어깨, 팔꿈치, 전완 등 부위별로 다른 토크·페이로드 요구 사항을 반영한 라인업을 갖추고 있다.
협동로봇 및 하체·구동계에는 PP시리즈와 리니어 모터 솔루션이 대응한다. PP시리즈는 고토크 플래너터리 감속기와 4점 접촉 베어링을 내장한 조인트 모듈로, 0.2~10㎚급 정격 토크와 최대 18㎚ 피크 토크를 제공하며, 협동로봇 관절이나 휴머노이드 로봇 하체부 관절에 적용할 수 있다. 리버스 볼스크류 방식의 RL50 리니어 모터는 발목·무릎 등 직선 운동이 필요한 구동부에 적합하며, 0.5㎳ 이하의 응답 속도와 ±0.01㎜급 반복 정밀도를 구현해 계단 보행, 착지 충격 흡수 등 고난도 동작에 대응한다.
동사는 이러한 PH·PP시리즈와 리니어 모터를 묶어 ‘휴머노이드 로봇 상·하체 레퍼런스 구성’을 국내 로봇 제조사에 제안하고 있다. 상체는 소형·경량 조인트 모듈을 중심으로 티칭·교육용 휴머노이드 로봇이나 경량 작업용 팔 로봇을 구현할 수 있고, 하체는 고강성·고토크 모듈을 기반으로 공장 순찰·위험 지역 점검·물류 모니터링 등에 활용 가능한 피지컬 AI 플랫폼으로 확장 가능하다. 특히 글로벌 휴머노이드 로봇 기업들에게 이미 검증된 동일 사양 모듈을 국내에서 바로 확보할 수 있다는 점은, 물량이 적고 시행착오 비용이 큰 국내 로봇 스타트업·연구 조직에게 실질적인 장점으로 평가된다.
휴머노이드 로봇 넘어 웨어러블·보안 로봇 공략할 것
Q. 일체형 조인트 모듈을 국내에 공급한 이유는.A. 휴머노이드 로봇과 협동로봇의 구동계를 개별 부품 조립 방식이 아닌 표준화된 관절 구동 모듈 아키텍처로 전환하기 위해 일체형 조인트 모듈을 국내에 공급했다. 상위 스택은 이미 고도화돼 있다. AI 연산은 엔비디아 등에서 충분한 성능을 제공하고, 비전·센서·통신 레이어 역시 안정적인 생태계가 형성됐다.
반면 실제 기구를 구동하는 관절은 여전히 모터–감속기–드라이브–엔코더를 개별로 조합해 배선·튜닝·방열 설계를 반복해야 하는 구조가 많은데, 개발 기간 증가와 관절 간 성능 편차, 양산 시 품질 균일성 저하로 이어진다.
일체형 조인트 모듈을 적용하면 구동부의 사양·응답·기구적 정밀도가 통합된 형태로 제공되므로, 개발사는 제어기와 상위 동작 생성 쪽에 더 많은 리소스를 집중할 수 있다. 특히 휴머노이드 로봇처럼 고자유도·동적 상호작용이 많은 시스템에서는 이러한 구동계 통합 모듈화가 개발 효율과 동역학 성능을 모두 높이는 핵심적인 역할을 한다.
사진. (주)모터114
Q. 로봇산업에서 조인트 모듈이 중요한 이유는.A. 휴머노이드 로봇은 다자유도 상호작용이 동시에 일어나기 때문에, 단일 관절의 응답 지연이나 토크 부족만으로도 전체 자세 안정성이 무너진다. 특히 저속 영역 진동, 외란 유입 시 보상 지연, 백래시에 따른 오차 누적은 제어기 레벨보다 구동부 특성에서 더 크게 영향을 받는다. 결국 토크 밀도·응답 대역폭·기계적 간극·관성 최적화가 확보되지 않으면 보행·자세 전환뿐만 아니라 기본적인 임무 수행도 제한된다.
당사가 공급하는 조인트 모듈은 이러한 요구 조건을 반영해 경량 프레임리스 모터, 하모닉 감속기, 듀얼 앱솔루트 엔코더를 일체화했고, 고정밀 기구 설계와 FPGA 기반 고속 제어를 결합한 구조이다. 각 관절의 토크-질량비, 제어 지연, 백래시 최소화가 검증된 상태라 휴머노이드 로봇 등 고난도 다관절 시스템에서도 안정적인 동역학 구성을 확보할 수 있다.
Q. 적용 범위 가능성은.A. 휴머노이드 로봇과 협동로봇은 당사가 지속적으로 집중하는 산업 분야지만, 그다음 단계로는 웨어러블 로보틱스와 보안·산업 순찰 로봇을 중요한 축으로 보고 있다. 제조·물류·플랜트 환경에서는 야간 순찰, 위험 지역 점검, 설비 상태 모니터링을 수행하는 피지컬 AI 기반 모바일 로봇의 수요가 빠르게 증가하고 있다. 이런 시스템들은 형태는 달라도 공통적으로 고신뢰성 관절 구동계가 필수이다.
모터114는 이러한 시장 흐름을 고려해 조인트 모듈을 중심으로 한 표준화된 구동계 인프라를 제공하고, 국내 로봇 제조사들이 상위 AI·자율주행·서비스 로직 개발에 더 많은 역량을 투입할 수 있도록 지원하는 역할을 강화할 계획이다.
