별별 로봇기술 다 있네

[아시아경제 이경호 기자] 사람처럼 두 발로 걸어 다니고 초소형으로 사람 귀속으로 들어가 청각이 좋지 않은 이들을 위해 인공청각 역할을 대신해 주는 로봇, 사람이 직접 작업하기 어려운 물속에 들어가 청소해주고 조명과 자세변화에 따라 얼굴을 인식하는 기술 등 우리 생활,산업현장속에서 적용될 수 있는 갖가지 로봇기술들이 공개됐다.

10일 지식경제부에 따르면 지난해 11월 한국과학기술연구원(KIST), 생산기술연구원, 전자부품연구원, 포항지능로봇연구소, 전자부품연구원, 기계연구원,로봇산업협회 등 국내 대표적인 로봇연구기관들은 상호협력을 목적으로 '로봇연구기관협의회'를 발족했다. 이들은 최근 로봇업계의 애로기술을 지원하고 상용화를 촉진하기 위해 각 기관이 보유한 최신 로봇 핵심기술 100개를 공개했다.

KIST 인지로봇센터가 보유한 기술 중에는 사람을 닮은 로봇과 이를 제어하는 기술이 주를 이뤘다. 이중 도시 구내환경 자율주행 및 터치/터치리스(Touch/Touchless) 인터페이스 기술'은 GPS 정보가 정확하지 않은 도시 구내 환경에서 센서융합을 통한 자율주행하는 기술. 무인 완주 성공률은 85% 이상이다. 주행속도는 초당 3m로 경로 추종 오차는 0.14m, 지역경로 재생성 시간은 초당 200미터다. 시속 9km 이내로 이동시에는 충돌위험이 있을 경우 이를 피하는 기술도 갖고 있다. T-Vision이라는 기술은 소형 촉감 디스플레이 장치(1mm, 30Hz(Max 80) 구동 가능)로 화면 정보를 추출해 이미지에서 촉감 디스플레이용 구동신호로 바꾸어주는 스크린 터치시그널 변환 프로그램이 내장돼 있다. T-Mobile은 진동의 움직임, 방향, 위치 정보 표현, 정보를 촉각으로 전달하게 된다.

전자통신연구원의 '군사용 무인 로봇을 위한 원격통제 및 와이브로 통신 기술'은 실외 무인 자율 로봇을 위한 원격통제 기술이다. 다 기능 햅틱장치를 통해 로봇의 주행 및 임무 장비를 제어하고 주행 및 감시를 위한 다채널 로봇 영상도 볼 수 있다.또한 로봇에 특화된 다채널 대용량 영상 전송을 위한 확장된 와이브로 설계기술을 개발했고 원활한 제어 및 부드러운 영상 전시를 위한 트랙픽 QoS 기술도 개발됐다.

기계연구원의 '초소형 마이크로폰 기반 인공청각 기술'은 초소형 MEMS(기계 부품, 센서, 액츄에이터, 전자 회로를 하나의 실리콘 기판 위에 집적화 한 장치) 마이크로폰 어레이를 기반으로 생체모방 청각소자를 개발하고, 이를 이용해 로봇에게 청각정보를 실시간으로 전달해 음의 발생위치를 정확히 알려주고 시각적으로도 알 수 있도록 하는 음 가시화(sound visualization) 기술이 포함돼 있다. 개발되는 청각소자는 전치증폭기 및 AD신호변환기가 CMOS칩에 내장되는 초소형 MEMS 마이크로폰 어레이로서 작은 공간에 간편하게 설치할 수 있도록 하고, 로봇에게 청각정보를 쉽게 제공한다. 또한 '공기압 근육 구동기'기술은 스틱 슬립, 마찰, 씰 등이 없으며, 저중량, 저가격, 고응답, 고파워화, 고수축화 등의 특징을 가지고 있다. 공기압 근육 구동기의 주요 구성부품은 에어 벨로우즈, 플랜지, 잠금 너트 등으로 구성되어 공기압을 가하면 에어백의 직경은 팽창하고 길이는 수축하는 작용을 하게 된다. 피로시험기, 브레이크, 액슬, 드라이빙 시뮬레이터 등 첨단시험장비와 정밀위치, 속도, 하중제어 시스템 등의 특수 환경에서 지능형 서보 액추에이터, 지능형 로봇 등으로 매우 다양하게 적용될 수 있다.

'원격 레이저 용접 로봇 기술'은 레이저빔을 고속으로 조사하는 레이저 스캐너 광학계, 로봇, 레이저발진기로 크게 구성된다. 광학계의 주요 구성장치는 스캐너, 관측용 카메라 센서, 용접거리 측정용 센서, 용접 품질검사를 위한 플라즈마센서 등으로 구성된다. 레이저 발진기는 독일 IPG 사의 파이버레이저를 선정해 이 시스템에 활용했다. 파이버레이저에 적합한 스캐너를 검토해 독일 스캔랩(Scanlab) 사의 허리스캔(HurryScan)20(2kW급)으로 선정했다. 레이저 용접 공정을 위해 관측용 CCD 센서, 용접거리 측정용 센서, 용접 품질검사를 위한 플라즈마 센서 등이 부착 가능한 광학모듈을 제작하여 로봇의 끝단에 부착했다. 산업용 로봇과 스캐너를 통합한 차체 레이저 용접기술을 개발로 인해 차체부품 고속 용접 기술을 확보할 수 있고, 3차원 레이저 용접 기술의 한계성을 극복할 수 있으며, 레이저 용접기술이 선진국 수준에 도달할 수 있다.

포항지능로봇연구소는 '수중청소로봇 기술'을 공개했다. 원격제어및 DGPS(정밀위성측위시스템)를 센서를 이용해 사람없이도 수중청소가 가능하다. 침전물 청소를 위해 배수 및 급수가 필요없다. 또한 별도 보조 장비 없이 잠수 및 부상이 가능하다. 수중 카메라, 수심 센서, 수온 센서, 기울기 센서, 탁도 센서를 내장하고 수중 지형 및 센서 데이터를 그래픽화할 수 있다. 동작가능한 수심은 최대 15m이며 시간당 120t을 청소할 수 있다. 이동속도는 시속 3.6km.

전자부품연구원의 '열화상 기반 저조도 환경 Head Pose 인식 기술'은 마우스 키보드와는 다른 카메라와 같은 센서로 인간의 의도를 인식할 경우 인간이 센서를 의식하지 않는 자연스러운 환경하에 의간의 의도를 비접촉/무자각 상태에서 인식할 수 있다. 특히 일반 카메라의 영상정보로는 어두운 환경, 조도가 급히 변화는 환경에서 영상정보만을 가지고 사람의 의도를 인식하는 알고리즘을 구현하기란 어렵다. 이글 극복하고자 조명에 안정적인 열영상을 사용해 얼굴의 방향을 인식하여 유비쿼터스 환경 또는 HCI(Human Computer Interaction)환경에 안정적인 센싱 모달리티로 제공할 수 있다.

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이경호 기자 gungho@asiae.co.kr