로봇으로 벌목 자동화…KIRO, 목재수확 로봇 기술 공개

35도 급경사 지형 내 균형 유지 가능한 플랫폼 구조·제어 기술 확보

한국로봇융합연구원(KIRO)이 산림청과 한국임업진흥원이 지원하는 '고성능 목재수확 기계장비 개발 사업'의 2차년도 연구성과를 4일 공개했다.

사업은 KIRO가 주관하고 한국생산기술연구원, 한국건설기계부품연구원, 로비텍이 공동연구기관으로 참여하며, 총 4년 7개월간 국비 126억원이 투입된다.

KIRO는 지형 변화에 따라 본체 높이를 능동적으로 조절하고, 35도 이상 급경사 및 험지에서도 균형을 유지하며 주행할 수 있는 국내 산림 지형 특화 4지 바퀴형 로봇 하부체 설계·제작을 마쳤다.

한국로봇융합연구원이 개발한 로봇하부체 사진 (사진=한국로봇융합연구원)

이를 위해 ▲각 다리 모듈이 독립적으로 동작하는 모듈형 모션 메커니즘 설계 ▲험지 이동 안정성 확보를 위한 균형 제어 알고리즘 개발 ▲동역학 시뮬레이션 기반 알고리즘 검증을 마쳤다. 내년에는 실제 주행 제어 및 반자율 주행 기술 적용에 나선다.

연구팀은 목재 절단 및 집재 작업을 수행할 수 있는 임무장비와 이를 운용하기 위한 유압 구동 로봇팔과 그래플 쏘우의 설계·제작도 마쳤다. 임무장비는 나무을 고정하는 집게형 장치인 그리퍼와 나무를 절단하는 톱을 동시에 장착하고 있다.

로봇팔과 결합해 나무를 '잡고 자르는' 동시 작업을 수행한다. 특히 고출력 유압 구동기를 적용하여 목재를 안정적으로 절단할 수 있는 성능을 확보했다. 임업 현장에서 요구되는 장시간 연속작업 능력도 갖췄다.

지난 11월 KIRO 본원 실험동에서 열린 2차년도 현장평가에서는 산림청, 한국임업진흥원 관계자를 포함한 다수의 외부 전문가가 참석한 가운데 로봇 하부체, 로봇팔, 임무장비의 단위 구동테스트를 진행했다.

강기원 한국로봇융합연구원장은 "국내 임업 분야 기술적 난제를 해결하고 임업 경쟁력을 한 단계 높일 핵심 과제"라며 "실질적인 활용성을 갖춘 고성능 목재수확 기계장비 기술을 완성하는 데 모든 역량을 집중하겠다"고 말했다.