재난현장에 투입될 양팔 로봇기계 선보여

[아이뉴스24 최상국 기자] 재난 현장에서 사람이 하기 어려운 위험하고 힘든 작업을 대신해 줄 양팔 로봇 기계가 선보였다.

20일 한국생산기술연구원(원장 이낙규, 이하 '생기원')은 한양대학교, 한국전자기술연구원, 한국기계산업진흥회 등과 함께 개발한 '재난대응 특수목적기계'를 발표했다.

생기원이 선보인 이 특수목적기계는 재난현장에서 굴삭기 만으로는 처리하기 힘든 다양한 작업을 손쉽게 수행할 수 있게 만든 무한궤도 양팔로봇 기계다.

들기, 자르기, 부수기, 벌리기, 옮기기 등 다양한 작업을 마치 사람이 양팔을 움직이듯이 자유롭게 조작할 수 있어 재난 현장에서 소방관들의 안전을 보호하면서 어렵고 복잡한 구조 작업을 신속하게 수행하는 데 도움을 줄 수 있다.

개발된 장비는 4개의 무한궤도 위에 사람의 양 팔 역할을 하는 6m 길이의 작업기 1쌍이 달려 있는 형태로 구성돼 있다. 장비에 탑승한 소방관은 웨어러블 장치를 이용해 작업기를 마치 내 팔처럼 자유롭게 움직일 수 있어 숙련되지 않아도 직관적으로 조종 가능하다.

생기원은 시연을 통해 험지주행, 인양·절단·파쇄 등 장애물 제거, 한 팔로 들고 한 팔로 자르는 양팔 작업 등을 수행하는 모습을 보여줬다. 최대 200㎏에 달하는 대형 장애물을 옮기거나 22㎜ 두께의 철근을 절단하고 시멘트 덩어리를 부수고 샌드위치 패널을 뚫는 등의 다양한 작업들을 해냈다.

개발을 주도한 생기원 로봇응용연구부문 조정산 박사 연구팀은 재난 현장에서 필요한 작업 시나리오들을 독자적으로 정의하고, 잔해를 부수거나 옮기는 등의 긴급 작업들을 비숙련자도 빠르게 수행할 수 있도록 개발하는 데 중점을 뒀다고 소개했다.

이번에 개발한 특수목적기계의 핵심 원천기술은 유압으로 작동하는 양팔 로봇 설계·제작·제어 기술이다. 유압 액추에이터는 일반 로봇팔에 사용되는 전기 모터 구동방식보다 훨씬 더 강력한 힘을 낼 수 있어 중량물을 드는데 적합하다. 여기에 사람 팔에 상응하는 수준의 자유도를 구현해 작업성을 크게 향상시켰다.

왼손은 다양한 물체를 파지할 수 있는 파워 그리퍼(Gripper)로, 오른손은 절단, 파쇄, 벌리기 등 정교한 작업이 가능하도록 각각 개발했으며, 사람처럼 양팔을 이용해 드럼통과 같이 부피가 큰 물체를 조작할 수도 있다. 운전자의 의도대로 내 팔 움직이듯이 조종할 수 있는 웨어러블 조종장치 ‘kHandler’와 ‘마리오네뜨 알고리즘’은 비숙련자도 쉽게 조작 가능하도록 도와준다.

연구팀은 지난해 12월 한국로봇융합연구원 재난안전센터(포항)에서 20종 이상의 재난대응 시나리오에 대한 현장 테스트를 진행해 시제품 성능 검증을 마쳤으며, 앞으로 소방서와 협력해 재난현장에 실전 배치될 수 있도록 고도화할 계획이라고 밝혔다.

또한 향후에는 무인화나 자동화가 필요한 건설·산업현장, 대단위 재배가 이뤄지는 농업현장, 지뢰·포탄 등을 제거하는 국방현장 등 다양한 분야에 폭넓게 활용할 수 있을 것으로 기대했다.

이번 연구는 산업통상자원부의 지원으로 수행됐으며 수산중공업, 건설기계부품연구원, 울산대학교가 함께 참여했다.

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