인간-로봇 공존 작업 현장, 디지털 트윈으로 위험 미리 예측

생기원, 센서 부착 없이 로봇과 사람 협동 작업 공간 디지털 트윈 생성

사람과 로봇이 안전하게 함께 일하는 환경을 만들기 위한 디지털 트윈 기술이 나왔다. 

한국생산기술연구원(원장 이상목)은 로봇과 사람의 충돌 등 사고 위험을 낮출 작업자-로봇 공존환경 실시간 디지털 트윈 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 

생기원 대경본부 AI응용제조설비연구센터 김병학 수석연구원은 레이저 빔으로 거리와 움직임을 측정하는 라이다 센서를 제조 환경에 설치하고 AI 기술로 작업자의 위치를 인식하도록 했다. 이를 통해 작업자 몸에 센서를 붙이지 않고도 사람과 로봇이 함께 있는 환경의 디지털 트윈을 실시간으로 생성, 작업자 안전 위해 요소를 미리 파악할 수 있다. 

3차원 작업자 데이터 생성 AI 모델을 활용해 컴퓨터 시스템에 로봇과 작업자, 작업 환경을 디지털화하고, 현실 제조현장과 실시간 연동해 상호작용하는 디지털 트윈을 구현했다.   

'작업자-로봇 공존환경 실시간 디지털트윈' 기술 개발을 이끈 이수웅 수석연구원 연구팀(왼쪽부터 김병학 수석연구원, 이수웅 수석연구원) (사진=생기원)

생기원 첨단메카트로닉스연구그룹 이수웅 수석연구원은 사람과 협업 가능한 갠트리형 협동로봇 시스템을 개발했다. 협동로봇은 사람과 같은 작업 공간에서 작동하는 로봇을, 갠트리 로봇은 수평 및 수직면을 이동할 수 있는 직교좌표 로봇을 말한다. 

협동로봇과 작업자 간 거리를 모니터링하며 충돌 위험을 실시간 예측해 위험이 인지되면 로봇을 안전하게 제어한다. 작업자 위험이 감지될 경우, 디지털 트윈 환경의 데이터를 기반으로 로봇이 작업자에게 접근하는 속도를 자율 조절하거나 정지한다. 

연구팀은 복합재료 전문기업 D사 제조 현장에 실증 공간을 구축하고, 부품 후처리 공정에 적용하기 위한 테스트를 진행 중이다. 

이수웅 수석연구원은 "국내외 제조현장에서 사람과 로봇이 협업하는 협동로봇 수요가 증가하고 있다"라며 "그만큼 안전 관련 이슈도 늘고 있어 개발된 플랫폼을 활용해 다양한 제조공정, 나아가 서비스·의료분야에 확대 적용할 계획"이라고 밝혔다.