사람처럼 커피를 탈 수 있는 로봇이 세계 최대 디자인 시상 중 하나인 '레드닷 디자인 어워드'를 받았다.
덴마크 협동로봇 업체 유니버설로봇은 자사의 협동로봇 'UR3e'가 사용된 로봇스테이션 '바리스'가 레드닷 어워드 2020에서 제품디자인상을 수상했다고 8일 발표했다. 협동로봇은 사람과 같은 공간에서 일할 수 있게 만든 산업용 로봇을 말한다. 레드닷 어워드는 독일 iF 디자인 어워드, 미국 IDEA 디자인 어워드와 함께 세계 3대 디자인상으로 불린다.
유니버설로봇에 따르면 바리스는 원두커피 종류와 연계된 핸드드립 모션 알고리즘을 돌려 최적의 커피 맛을 낸다. 약 4분에 커피 세 잔을 동시에 만들 수 있다. 로봇 컨트롤러는 태블릿 PC로 조작할 수 있게 했고, 클라우드 데이터를 내려받아 드립 방식을 바꾸는 것도 가능하다.
유니버설로봇 관계자는 "UR3e는 다양한 바리스타들의 노하우가 프로그래밍돼있어 다양한 드립 방식이 가능하고, 물줄기까지 섬세하게 조정해 일관된 커피 맛을 낸다"고 말했다. 덴마크 오덴세에 본사를 둔 유니버설로봇은 협동로봇을 최초로 개발한 이 분야 글로벌 선도업체다. ABB, 쿠카, 화낙 등 글로벌 로봇 기업들이 최근 협동로봇 개발에 공을 들이고 있다. 현대중공업지주 로봇사업부문(현대로보틱스) 역시 KT와 협업해 5G(5세대) 이동통신 기반 협동로봇을 최근 선보였다.
두산그룹은 미래 기술을 바탕으로 하는 신규 사업과 디지털 전환을 앞세워 ‘미래 먹거리’ 발굴에 힘쓰고 있다.(주)두산은 지난해 10월 연료전지 사업과 소재 사업을 분할한 뒤 별도 법인을 세웠다. 연료전지 사업은 두산퓨얼셀이, 소재 사업은 두산솔루스가 맡는다. 독자 경영체제를 갖춰 대내외 경영환경에 발 빠르게 대응하고 전문성을 강화한다는 취지다.두산퓨얼셀은 발전용 연료전지 기자재와 서비스 사업을 통해 2023년 매출 1조원을 달성한다는 목표다. 두산솔루스는 전지박, OLED(유기발광다이오드) 등 전자소재와 화장품, 의약품 등에 활용되는 바이오 소재 사업에 집중한다.두산중공업은 ‘기계공학의 꽃’으로 불리는 발전용 대형 가스터빈을 확보하기 위해 노력하고 있다. 현재 이 기술을 보유한 국가는 미국, 독일, 일본, 이탈리아 등 4개국뿐이다. 두산중공업이 개발 중인 발전용 대형 가스터빈 공정률은 95%가량으로 연내 시험 가동될 예정이다.공장에서 사람의 작업을 돕는 협동로봇은 두산그룹의 주요 미래 사업 중 하나로 꼽힌다. 두산로보틱스는 자체 기술로 개발한 협동로봇을 앞세워 유럽, 미국 등 주요 시장으로 사업 영역을 넓히고 있다.두산그룹은 드론에 장착되는 수소연료전지 기술 개발에도 집중하고 있다. 두산모빌리티이노베이션(DMI)의 수소연료전지팩을 장착한 드론은 1회 충전으로 2시간 비행이 가능해 다른 업체 제품(30분)보다 성능이 크게 뛰어나다는 평가를 받는다.두산인프라코어는 ‘디지털 전환’에 적극 나서고 있다. 지난해 11월에는 디지털 기술을 집약한 미래 건설 현장의 모습을 선보이기도 했다. 3차원(3D) 스캐닝으로 지형을 측량한 뒤 데이터를 분석해 무인 굴착기와 휠로더가 스스로 작업하는 모습이 시연됐다. 측량부터 건설기계 운용까지 모든 과정이 무인·자동화된 것은 세계 최초다.박상용 기자 yourpencil@hankyung.com
국내 1위 제조용 로봇 기업인 현대로보틱스(현대중공업지주 로봇부문) 대구 공장. 이곳은 ‘로봇이 로봇을 만드는’ 공장으로 유명하다. 높이 3~4ｍ, 중량 최대 3t에 이르는 수직다관절 제조 로봇들이 산업용 로봇을 만들어 낸다.현대로보틱스 관계자는 31일 “가라앉고 있는 한국 제조업을 다시 끌어올릴 돌파구 중 하나가 협동로봇”이라고 말했다. 협동로봇은 제조용 로봇 크기와 무게를 줄여 사람과 밀착해 작업할 수 있도록 한 ‘스마트 로봇’을 말한다. 근로자의 움직임을 감안해 실시간으로 작업 동선과 속도를 바꾼다.▶본지 5월 14일자 A10면 참조‘똑똑한 액추에이터’ 가진 협동로봇현대로보틱스의 기대작은 내년 초 선보이는 협동로봇 ‘YL012’다. 현대중공업그룹이 처음 만드는 협동로봇이다. 모터 감속기 엔코더 드라이버 등을 하나로 묶은 ‘스마트 액추에이터’가 들어간다. 액추에이터는 로봇의 물리적 동작을 가능하게 하는 장치다.이 협동로봇엔 현대로보틱스가 그동안 산업용 로봇을 만들며 쌓은 기술들이 응집돼 있다. 작업 반경은 1350㎜, 가반하중(들어 옮길 수 있는 무게)이 12㎏에 이른다. 국내 출시된 협동로봇 가운데 가장 크고 무거운 물건을 다룰 수 있다. 현재 충돌 방지, 힘제어 등 핵심 기술을 검증하고 있다.이 로봇은 지난 3월 세계 3대 디자인 공모전 ‘레드닷 디자인어워드 2019’에서 디자인부문 최우수상을 받았다. 로봇이 디자인상을 받은 것은 독일 업체 KUKA에 이어 세계에서 두 번째다. 현대로보틱스 관계자는 “사람과 부딪쳤을 때 접촉 범위를 넓혀 충격을 최소화하기 위해 곡면 디자인으로 설계했다”고 설명했다.현대로보틱스는 협동로봇에 국산 중소기업 부품 적용이 가능한지도 검토하고 있다. 단순히 상생 차원이 아니라 가격경쟁력 확보를 위해서다. 비싼 부품 가격(원가+운송비용+관세 등) 때문에 로봇 완제품 경쟁력이 갈수록 떨어지고 있다. 수입부품에만 의존해선 만족할 만한 성능을 구현하기 어렵다는 점도 감안했다는 설명이다.‘왕 회장’ 뜻에 따라 축적해온 로봇기술현대로보틱스는 연간 4000여 대의 산업용 로봇을 판매하고 있다. 아크·스폿용접, 핸들링, 조립 등이 가능한 6축 수직다관절 로봇이 주력이다. 가반하중 6~600㎏에 이르는 30개 수직다관절 로봇군을 보유하고 있다.국내 기업 가운데 유일하게 로봇 제어기술을 국산화했다. 하드웨어와 소프트웨어, MMI(인간-기계 인터페이스) 등 전반에 걸쳐서다. 미국에 처음 수출된 국산 차 ‘포니’가 잦은 고장으로 혹평을 받자 현대그룹 창업주인 정주영 회장이 자동화 생산공정을 위해 “로봇 기술을 확보해라”는 특명을 내렸다는 후문이다.전자부품을 처리하는 고속핸들링로봇 ‘HH7’도 차세대 제품군이다. 최근 시험 제품이 나왔다. 독일 KUKA, 스위스 ABB, 일본 야스카와·나치후지코시 등이 장악하고 있는 시장을 겨냥했다. 스카라(수평다관절), 직교좌표 등을 대체할 수 있는 로봇이다. 소형·경량화·클린설계기술을 적용했다. 그러나 모터와 감속기는 여전히 외국산이다.협동로봇 핵심기술 확보에 주력협동로봇은 인공지능(AI)과 결합해 비정형(형태가 유동적인) 물품 작업을 할 수 있는 것이 가장 큰 강점이다. 기존 제조용 로봇은 농산물 등 비정형 물품은 들어옮길 수 있는 능력이 없다. 세계 협동로봇 시장을 선도하고 있는 덴마크 ‘유니버설로봇’ 등이 비정형 물품 처리가 가능한 협동로봇 개발에 집중하고 있다. 현대로보틱스도 이 시장에 뛰어들었다. 현재 개발 중인 ‘Hi6 내장형 비전·동작제어 기술’ ‘구조광 기반 비전 시스템’ 등이 대표적인 결과물로 꼽힌다.현대로보틱스는 호텔 병원 등에서 사용 가능한 이동형 서비스 로봇 개발에도 착수했다. 지난 10일 KT와 ‘5세대(5G) 통신기술 기반 로봇사업 공동 협력’ 업무협약을 맺었다. 아마존의 물류를 담당하는 ‘키바’와 같은 서비스 로봇을 만드는 게 목표다. 네이버랩스의 정밀지도 구현로봇 ‘M1’과 이 지도 기반 자율주행로봇 ‘어라운드’ 양산도 현대중공업이 맡기로 했다.현재 글로벌 6위의 제조용 로봇업체인 현대로보틱스는 ‘글로벌 빅4’(ABB KUKA 화낙 야스카와) 진입을 목표로 잡고 있다. 회사 관계자는 “2017년 현대중공업 분할 당시 현대로보틱스를 지주사로 삼자 모두가 의아해했다”며 “로봇산업을 전략적으로 키우겠다는 그룹 의지를 밝힌 것”이라고 말했다.대구=이해성 기자 ihs@hankyung.com
자동차용 머플러를 제작하는 경기 시화공단 A업체. 수작업으로 하던 부품 용접을 ‘협동로봇’에 맡겼다. 기존 5~7분가량 걸리던 공정시간이 90초로 3~4배 빨라졌다. 경남에 있는 정밀주조부품업체 B사는 불량품 검사에 협동로봇을 써 보니 15~30초 걸리던 검사시간이 5초 이하로 짧아졌다.‘21세기 제조용 로봇’으로 불리는 협동로봇에 관심이 높아지고 있다. 협동로봇은 격리 장소에서 일하는 제조용 로봇과 달리 안전망(울타리 등) 없이 근거리에서 사람과 함께 일할 수 있는 로봇을 말한다.ABI리서치에 따르면 세계 협동로봇 시장은 2015년 9500만달러(약 1128억원)에서 내년 10억달러(약 1조1875억원)로 5년 새 10배가량 성장할 것으로 예측됐다. 인공지능(AI) 소프트웨어 등과 결합해 발전 가능성이 상당한 것으로 전망된다.국내에서는 2016년 7월 ‘산업안전보건 기준에 관한 규칙’ 개정으로 협동로봇 사용이 가능해졌다. 그러나 고용노동부의 까다로운 안전필증 발급요건 등이 협동로봇 시장의 성장을 가로막고 있다고 전문가들은 지적했다.제조용 로봇이 진화했다제조용 로봇은 이송·적재용, 조립 및 분해용, 용접용 순으로 많다. 다른 로봇과 마찬가지로 정밀제어용 서보모터가 필수적이다. 일본 3대 제조용 로봇기업(화낙·야스카와·가와사키) 중 하나인 야스카와가 1960년대 세계 최초로 서보모터를 개발했다. 일본은 100년 이상 노하우를 토대로 제조용 로봇시장을 지배하고 있다. 삼성전자 베트남공장에서 쓰이는 로봇 대부분도 일본 업체 나치후지코시가 공급한 것으로 알려졌다.제조용 로봇은 구조상 직교좌표, 스카라(수평다관절), 수직다관절, 고속병렬형(이송용) 네 가지로 나뉜다. 3차원(3D) 프린터도 직교좌표로봇의 일종이다. 로봇 정밀도는 말단 부위 움직임에서 결정되는데 직교좌표와 스카라는 말단 부위 제어가 비교적 쉽다.수직다관절은 사인·코사인 등 삼각함수, 이 함수의 역함수 등 복잡한 행렬(매트릭스) 문제를 극도로 짧은 시간에 풀어야 하는 고난도 연산 과정이 필요하다. 일본 독일 미국 등은 1970년대 이후부터 컴퓨팅 능력을 지속적으로 개발해 수직다관절 로봇을 제조해왔다. 수직다관절 로봇이 작고 스마트하게 진화한 것이 협동로봇이다.6개 이상 관절, 작고 똑똑한 로봇협동로봇은 6축(관절) 이상을 기본으로 한다. 인간과 부딪히거나 위험한 상황을 스스로 인지해 동작을 멈춘다. 휴머노이드와 마찬가지로 ‘FT센서(힘센서)’가 관건이다. 공장 근로자 사이에 나란히 배치되는 ‘로봇 동료’라고 할 수 있다.협동로봇 시장은 덴마크 업체 유니버설로봇이 개척했다. 이 회사의 제품은 폭스바겐, BMW 등 세계 자동차공장 곳곳에 배치돼 있다. 제조용 로봇과 동일하게 작업하면서도 무게가 가볍고 크기는 작다. 3상 전원(산업용)이 아니라 가정용 전원으로 쓸 수 있다.5㎏ 물건을 들어 처리할 때 국내 대기업 A사의 제조용 로봇은 중량이 120㎏에 달하지만 유니버설로봇의 협동로봇은 18㎏에 불과하다. 다만 안전기능을 넣기 때문에 작업 속도가 느려진다.스위스 ABB, 독일 KUKA 등 전통 로봇 강자들도 차츰 협동로봇 양산을 준비 중인 것으로 전해졌다. 국내에선 한화정밀기계 두산로보틱스 등 대기업과 뉴로메카 오토파워 등이 협동로봇을 생산하고 있다.협동로봇의 작업 과정을 분석·저장·공유하는 디지털 오픈 플랫폼을 개발하자는 주장도 최근 힘을 얻고 있다. 구동(조립 용접 등), 인지(센싱) 등 모든 작업 과정을 시각화하거나 데이터로 만들고, 이 데이터를 다시 협동로봇 본체로 무선전송해 학습(딥러닝)시키는 것이다. 순식간에 이뤄지는 이 피드백 과정이 반복되면서 협동로봇 성능의 자체 진화도 가능하다는 설명이다. 이른바 ‘디지털 트윈’ 플랫폼이다.이 플랫폼을 제안한 박태준 한양대 ERICA캠퍼스 산학협력단장은 “노동집약적 영세기업이 대부분인 안산공단(시화·반월·남동공단)은 낮은 생산성이 고질적 문제”라며 “협동로봇 활용으로 돌파구를 마련할 수 있을 것”이라고 주장했다.안산=이해성 기자 ihs@hankyung.com
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