비전문가도 로봇팔 정교하게 움직이는 지능형 티칭기술 개발

고난이도 로봇 자동화 작업 간단한 앱 입력으로 가능
위자드 사용 티칭, 테블릿으로 복잡합 로봇작업 실행

ETRI가 개발한 위자드 기반 지능형 작업 티칭기술로 연마작업을 스스로 수행하는 로봇팔. ETRI

스마트공장 확산으로 산업용 로봇 수요도 급증하고 있다. 

하지만 현재 산업현장에서 사용하는 로봇팔은 대부분 단위별 공정에 맞게 지정된 동작만 반복적으로 수행하는 것이 대부분.

이마저도 로봇팔의 단계별 동작과 각각의 힘을 방향에 따라 제어하기 위해 복잡한 프로그램 개발 및 입력과정이 필요, 작업 전환 유연성이 떨어지는 단점이 있다. 

이런 가운데 한국전자통신연구원(ETRI)은 전문 프로그래밍 없이 간단한 입력만으로 로봇팔의 속도 및 가속도, 접촉력 등 움직임을 제어하는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

ETRI 로봇IT융합연구실이 개발한 이 기술은 직관적인 사용자 인터페이스를 활용한 로봇 티칭용 앱과 연동해 인간의 팔처럼 작동하는 다관절 로봇(manipilator)을 비전문가가 쉽게 활용할 수 있는 것이 특징이다.

위자드를 사용해 로봇의 고난이도 작업을 티칭하는 프로세스 개념도. ETRI

또 여기에는 로봇이 접촉력을 유지하면서 동시에 위치를 이동하는 복합제어기술과 센서 측정값을 기반으로 접촉면 수직방향을 인식하고 자세를 제어하는 기술도 적용됐다.

이 기술을 활용하면 다관절 로봇을 제어하기 위해 몇 달간 소요되는 프로그램 개발을 비전문가도 단 몇 분 만에 완성할 수 있다.

위자드 앱으로 로봇을 티칭하는 모습. ETRI

또 로봇의 티칭 결과가 만족스럽지 않거나 오류가 발생할 경우 간단한 조치로 수정이 가능하다.

실제 ETRI는 최근 경북 포항 소재 ㈜뉴로메카 공장에 테스트베드를 구축하고 차체 표면 연마작업 시연에 성공했다.

티칭으로 지정된 작동 경유지점을 인식하고 정교한 표면 연마작업을 수행하는 로봇팔. ETRI 

이번 시연에서 연구진은 티칭기기로 작업할 위치 네 곳 지정하면 로봇이 이를 토대로 작업 표면을 스스로 찾아 임무를 수행하는 것을 확인했다.

또 이 과정에서 로봇팔은 힘의 강약을 스스로 제어하며 목표치의 90% 이상 성능을 유지하는 성과를 보였다.

연마작업을 수행하는 로봇의 티칭 예. ETRI

연구진은 이번 시연을 토대로 기존 위치 제어만 가능한 산업용 로봇에도 토크센서를 연결하면 힘 제어까지 가능해 범용성이 크게 증가할 것으로 기대했다.

아울러 이번에 개발한 기술을 문 열기와 닫기, 부품 체결과 분리 등에도 적용, 향후 스마트공장 설비 개발시간을 크게 줄일 수 있을 것으로 내다봤다.

강동엽 ETRI 책임연구원은 “현재 모바일 매니퓰레이터(인간의 팔과 유사한 동작을 수행하는 장치) 로봇에 대한 연구를 진행 중이며, 이어 양팔로봇, 4족보행로봇 등 다양한 형태에 적용할 수 있는 티칭 제어기술로 확대할 계획”이라고 밝혔다.

 로봇팔로 문 열기와 닫기에 대한 사용성 평가를 수행 중인 ETRI 연구진. ETRI

한편 ETRI는 로봇 티칭 및 제어에 관한 기술 6건에 대한 국내외 특허 출원⋅등록과 더불어 국제학술지 등에 논문 9편을 발표했다.

대덕특구=이재형 기자 jh@kukinews.com