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인공지능시대(90): 인공지능과 협동형 로봇의 만남
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2023년 01월 31일(화) 17:19 [주간문경] 
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| | | ↑↑ 지홍기
영남대학교 명예교수
전(前) 국가녹색성장위원회 위원 | ⓒ (주)문경사랑 | |
협동로봇 개념
로봇산업은 자동차 산업과 같은 제조업 분야에서 생산에 혁신을 가져오면서 성장세를 보였으며, 기술이 성숙해지기 시작한 2000년대 초반부터 물류, 의료 및 식품 산업 등 다양한 분야에서 사용되기 시작했다. 과거 조립생산과 제조공정에 주로 투입되던 로봇이 이제 농업은 물론 서비스업까지 확대되고 심지어는 금융, 의료, 배달, 수중, 주차, 충전, 푸드테크, 지식서비스업까지 진출하고 있다.
이처럼 협동로봇이 진화하게 된 원인은 로봇을 활용한 제조 방식이 일관성 있는 제품 생산에 도움을 주고 전체 제조공정의 균일화를 통해서 보다 효율적인 생산을 가능하게 한다는 점이다. 기술의 발전으로 로봇의 활동 영역은 더 넓어지고 있으며, 협동로봇의 수요도 높아지고 있다. 특히 최근 협동로봇은 기존의 산업용 로봇보다 규모가 작고 저렴하며, 사용이 간편해 대규모 제조 및 물류 산업 분야에서 각광받고 있다.
협동 서비스 로봇
조립, 조작, 파지와 같은 작업을 수행하는 공장 공간에서는 로봇(로봇 팔)도 로봇지능이 공간마다 다를 수 있다. 예를 들면, 산업용 로봇 팔은 위치가 고정되어 있고, 조립라인에 제품이 정확히 같은 위치, 같은 자세로 위치하게 만들어 조립에 필요한 작업을 반복하여 실시한다. 따라서 이 로봇은 특정 신호가 발생하면 신호에 반응하여 같은 작업을 반복하는 수준의 지능을 가지고 있어 눈이 없는 자동화 기계 수준이다.
최근 공장에서는 조립 대상 제품의 위치가 바뀌거나 자세가 달라져도 2, 3차원 자세를 인식할 수 있는 눈을 부착하여 부분적인 자율성을 가지고 조립을 한다. 자동차 유리나 타이어를 자동으로 조립하는 로봇은 차체가 도착하면 차체 바디의 위치 및 틀어진 정도를 추정하고 mm단위의 구멍에 정확하게 유리나 바퀴를 정밀하게 진입시켜서 부착 및 조립 작업을 수행한다. 그러므로 협동로봇은 부분적 자율성을 가지고 있지만 여전히 로봇은 안전 펜스 내에서 고정하여 작업하고 있으며, 로봇과 사람은 작업 공간을 공유하지 않는다.
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| | ⓒ (주)문경사랑 | |
로봇과 사람의 역할 분담
이에 반해서 로봇과 사람이 역할을 분담하여 협업을 수행하는 코봇(Cobot)이 등장하여 인간의 작업 생산성을 높여주고 있다. 이러한 로봇은 사람과 작업 공간을 공유해야 하며, 안전하게 작업을 보조하기 위해서는 펜스 대신 다양한 센서들이 외부에서 로봇과 작업자를 관찰하면서 제어하게 된다. 로봇 내부 모터의 전류를 측정하여 외부 접촉 여부를 알아내거나, 로봇에 촉각을 느끼게 하거나, 물체와 근접한 정도를 측정하는 센서를 부착하여 충돌을 예방한다.
공장 공간의 최신 경향을 살펴보면 빠르고 정밀하게 움직이던 산업용 로봇을 공급하는 기업은 산업용 로봇을 사람과 공존하게 하기 위한 노력을 기울이고 있으며, 협동로봇을 제조하는 기업은 산업용 로봇이 수행하는 작업을 협동로봇으로 대체하려는 노력을 기울이고 있다. 이처럼 로봇의 지능이 발전하면서 산업용 로봇과 협동로봇의 경계가 모호해지고 로봇 작업의 역할 분담과 유연성은 더욱 커지는 추세이다.
협동로봇의 트렌드
지속적인 노동자 고용 비용 증가와 로봇의 가격 하락이 산업용 로봇 시장의 성장을 가속화시키고 있다. 산업용 로봇은 위험 하거나 어려운 일과 단순 반복 작업을 수행하는 전통적인 로봇으로 대부분 제조 또는 물류 현장에서 사용된다. 지금은 사람과 협업해 생산·노동 능률을 향상하는 지능형 협동로봇으로 진화하여 발전하고 있으며, 특히 AI와 ICT의 융합기술이 더해지면서 지능형 로봇으로 성장하고 있다.
따라서 협동로봇은 기존공정 시스템에 큰 변화를 주지 않고 설치와 운용이 가능하며, 기존 노동자들의 수용에 대한 반감을 최소화할 수 있도록 개발되고 있다. 향후 다양한 산업분야에 인간과 로봇이 공존하면서 작업능률 및 안전성을 극대화할 것으로 기대된다.
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