[IT 소식] 작업자와 로봇 충돌 위험, 가상세계서 예측하고 제어

한국생산기술연구원

'작업자-로봇 공존환경 실시간 디지털트윈’ 기술 개발을 이끈 이수웅 수석연구원 연구팀. 생기연 제공

위험한 작업 현장에서 인간 작업자와 로봇이 안전하게 공존할 수 있도록 돕는 실시간 디지털트윈 기술이 개발됐다.

한국생산기술연구원(생기원)은 이수웅 대경본부 첨단메카트로닉스연구그룹 수석연구원·김병학 수석연구원 연구팀이 '작업자-로봇 공존환경 실시간 디지털트윈 기술'을 개발했다고 14일 밝혔다.

협동로봇은 사람과 한 공간에서 동작하며 인간과의 직접적인 상호작용을 돕기 위해 설계된 로봇이다. 사람이 공장에서의 작업을 성공적으로 수행할 수 있도록 도와주는 역할이다. 국내 협동로봇 시장이 연평균 13.6%씩 성장하며 수요가 늘고 있는 가운데 작업자의 안전을 고려한 로봇 시스템 설계가 중요해졌다.

특히 수평 및 수직면을 이동하는 직교좌표 로봇인 갠트리(Gantry)형 협동로봇은 이동성과 작업 효울을 향상시킨 로봇 시스템이지만 작업자와 같은 환경에서 공존하기 때문에 작업자와의 충돌 위험도 높은 편이다.

연구팀은 디지털 트윈 기술을 활용해 별도의 센서를 부착하지 않아도 작업자와 로봇이 안전하게 활동할 수 있도록 했다. 디지털 트윈은 가상 공간에 실물과 똑같은 쌍둥이 물체를 만들어 시뮬레이션을 통해 실제 상황을 검증하는 기술이다. 

레이저 빔을 사용해 공간 내 거리와 움직임을 실시간으로 측정하는 원격 센서를 제조 환경에 설치하고 인공지능(AI)이 작업자의 위치를 인식할 수 있도록 했다. 이를 컴퓨터 시스템 안으로 옮겨와 로봇, 작업자, 작업환경을 디지털화하고 현실세계의 위험을 실시간으로 예측·진단할 수 있는 가상 공간을 만들었다. 

이를 통해 이동하는 협동로봇과 작업자 간 거리를 모니터링하면서 충돌 위험을 실시간으로 진단해 위험이 인지되면 로봇을 안전하게 제어하도록 했다. 작업자의 위험이 감지될 경우에는 디지털트윈 환경의 데이터를 기반으로 로봇이 작업자에게 접근하는 속도를 자율적으로 조절하거나 스스로 이동을 멈추게 된다.

연구팀은 "현재 제조현장에 실증공간을 구축하고 개발된 기술을 부품 후처리 공정에 적용하기 위한 테스트를 진행 중"이라고 설명했다. 연구를 이끈 이 수석연구원은 "협동로봇 수요가 증가하는만큼 안전과 관련된 이슈도 늘고 있어 개발된 플랫폼을 활용해 다양한 제조공정, 나아가 서비스·의료분야에 확대 적용할 계획"이라고 밝혔다. 

원문: https://www.dongascience.com/news.php?idx=62911