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03.29 (금)

200㎏ 장애물도 거뜬 강철 ‘로봇팔’

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생기원 ‘재난대응 목적기계’ 개발

헤럴드경제

드럼통을 양팔 작업기로 들어올리고 있는 재난대응 특수목적기계. [한국생산기술연구원 제공]


200kg 장애물도 거뜬히 들수 있는 ‘로봇팔’이 개발, 재난현장에 활용된다. 기존 재난 현장에 주로 투입되고 있는 굴삭기의 경우, 조작 난이도가 높고 땅파기 용도에 최적화돼 있어 소방관과 같은 비숙련자가 잔해를 부수거나 옮기는 등의 여러 긴급 작업들을 빠르게 수행하는 데 한계가 있었다.

한국생산기술연구원은 조성산 박사 연구팀이 로봇기술과 건설기계 기술을 융합, 재난 현장에서 소방관들의 안전을 보호하면서 어렵고 복잡한 구조 작업을 신속하게 수행할 수 있는 ‘재난대응 특수목적기계’를 개발했다고 20일 밝혔다.

개발된 장비는 4개의 무한궤도 하부모듈 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.

이를 활용하면 최대 200㎏에 달하는 대형 장애물을 옮기거나 22㎜ 두께의 철근을 절단하고 시멘트 덩어리를 부시고 샌드위치 패널을 뚫는 등의 다양한 작업들을 손쉽게 수행할 수 있다. 매몰되거나 갇혀있는 인명을 굴삭기보다 빠른 시간 내 구조할 수 있다.

연구팀은 핵심 원천기술로서 유압으로 작동하는 양팔 로봇 설계·제작·제어 기술을 꼽는다.

유압 액추에이터는 일반 로봇팔에 사용되는 전기 모터 구동방식보다 훨씬 더 강력한 힘을 낼 수 있어 중량물을 드는데 적합하다. 여기에 사람 팔에 상응하는 수준의 14자유도를 구현해 기존 장비에 비해 작업성을 크게 향상시켰다.

또한 재난 현장에서 다양한 작업이 가능하도록 왼손은 다양한 물체를 파지할 수 있는 파워 그리퍼(Gripper)로, 오른손은 절단, 파쇄, 벌리기 등 정교한 작업이 가능하도록 각각 개발했다. 사람처럼 양팔을 이용해 드럼통과 같이 부피가 큰 물체를 조작할 수도 있다. 운전자의 의도대로 내 팔 움직이듯이 조종할 수 있는 웨어러블 조종장치는 비숙련자도 쉽게 조작 가능하도록 도와준다.

연구팀은 지난해 말 한국로봇융합연구원 재난안전센터에서 20종 이상의 재난대응 시나리오에 대한 현장 테스트를 진행해 시제품 성능 검증을 마친 상태다.

조정산 박사는 “국내 최고의 유압로봇 기술을 기반으로 큰 힘을 내면서도 사람 팔과 가장 근접한 형태의 로봇 관절 움직임을 구현해냈다”라며 “사람이 하기 힘든 위험한 작업을 사람처럼 수행할 수 있는 대체 장비 개발이 궁극적 목표”라고 말했다.

구본혁 기자

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