기계연, 7개 모듈 구성 AI 작업로봇 개발

리프트, 센서 및 제어 등...스마트 공정 구현 앞장

과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)은 변종(變種)· 변량(變量)의 다양한 제조환경에 맞춰 활용할 수 있는 '모듈형 AI(인공지능) 기반 자율작업 로봇'을 개발했다고 10일 밝혔다.

'모듈형 AI 기반 자율작업 로봇'은 생산현장에서 필요한 기능에 따라 물품의 이송이나 매니퓰레이터, 물품을 들어올리는 리프트 등 모듈을 선택 적용할 수 있다.

중소기업은 대기업과 비교해 생산품종이나 생산량의 변화가 큼에도 이에 맞는 전용생산 설비 구축에 어려움을 겪었왔다. 이번에 기계연이 개발한 기술을 활용하면 더 쉽게 스마트한 생산 공정을 채택할 수 있을 전망이다.

기계연 기계시스템안전연구본부 인공지능기계연구실 김창현 실장은 실험실 내에 중소 제조기업 현장과 유사한 모의 생산현장을 만들고, 이에 필요한 AI 기술 기반 자율작업 모바일 로봇과 매니퓰레이터(팔 형태 로봇으로 사람 손에 해당하는 그리퍼(Gripper)를 부착해 다양한 작업을 할 수 있는 시스템)를 개발했다. 개발한 로봇은 실험실 내 조성된 모의 생산현장에서 원하는 물품을 들어 올리고 장애물을 피해 목적지까지 주행하는 데 성공했다고 기계연은 밝혔다.

기계연구원이 개발한 모듈형 AI 자율작업 로봇.

모듈형 AI 자율작업 로봇을 만든 기계연구원 연구원들.

이 로봇의 가장 큰 특징은 모듈형으로 만들어졌다는 점이다. 원하는 작업에 따라 모듈형으로 구성한 본체의 결합을 교체하면 된다. 원하는 물건을 집어들 수 있는 매니퓰레이터부터 원하는 목적지까지 이동할 수 있는 이송, 상하로 물건을 이송할 수 있는 리프트, 감시 까지 다양한 작업을 할 수 있는 7개의 모듈로 구성됐다. 스마트 공장 도입이 어려웠던 다양한 작업환경에도 맞춤형 로봇을 저비용, 고효율로 활용할 수 있을 것으로 기계연은 기대했다.

또, AI 기술과 로봇에 장착한 카메라를 활용해 작업자가 원하는 물건이 무작위로 놓여있더라도 센서로 인식하고 집어들 수 있는 기술도 탑재됐다. 대상물의 색과 깊이 이미지 정보 확인으로 물체의 종류와 자세를 인식할 수 있기 때문이다.

김창현 실장은 "이번에 개발한 기술을 중소 제조현장에 적용하면 변종(變種)· 변량(變量)의 다품종 소량 생산 제조현장도 최소한의 변경만으로도 작업 보조, 현장 모니터링 등이 가능해져 스마트 공장으로 발전시킬 수 있을 것"이라며 “중소 제조업기업의 스마트 공장 구현을 앞당겨 경쟁력을 강화할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 ‘자율 작업 및 제조를 위한 핵심 기계기술 개발’ 과제 일환으로 추진됐다. 연구기간은 오는 2023년까지다. 연구팀은 이 기술을 자동차 생산 조립 공정과 반도체 후공정 웨이퍼 이송 물류 자동화 관련 기업에 이전했다. 향후 스마트 무인 카페, 자율 감시 로봇과 같은 상업용 물류 로봇 분야의 기술사업화도 추진할 계획이다.