생기원이 개발한 로봇 손가락(사진=한국생산기술연구원 제공)
한국생산기술연구원이 사람 손동작을 모방해 3개의 로봇 손가락만으로 물체를 잡아 기계 부품 속에 다른 부품을 끼워 넣는 '팩인홀' 작업을 수행할 수 있는 조립기술을 내놨다.
로봇팔이 미리 설정된 경로를 따라 이동하면서 부품을 잡고 한 번에 맞춰 넣는 조립방식으로 생기원 로봇응용연구부문 배지훈 박사 연구팀은 각각 3~4마디의 관절을 지닌 손가락 3개로 로봇 손을 제작한 뒤 상용 로봇 팔에 부착해 새로운 협동 로봇을 구현했다.
이 로봇은 손가락 2개가 물체를 잡고 나머지 손가락이 물체를 살짝 기울인 상태에서 조립 위치로 끌고 가 흔든다. 이때 부품이 들어갈 구멍 방향으로 합력이 생겨 빨려 들어가는 과학적 원리를 이용한다.
로봇에는 작업 위치와 상황을 스스로 판단할 수 있는 '인공지능 맵'이 구축돼 있어 오차가 있어도 자체 보정하며 불필요한 팔 동작은 최소화한 상태에서 손가락 관절을 주로 움직여 조립한다.
개발한 협동 로봇은 현재 부품 간 이격이 0.1㎜ 수준에 불과한 팩인홀 작업을 약 3초 내외로 수행할 수 있는 것이 특징이다. 사람 손에 상응할 정도로 빠르고 정교하다고 연구팀은 설명했다.
또한 값비싼 힘-토크 센서가 필요 없는 독자적인 구동 방식으로 로봇팔 부품은 상용 제품을 사용하기 때문에 제작비용도 저렴하다고 연구팀은 덧붙였다.
손가락 4개를 사용했던 연구팀의 양팔 로봇 대비 개수를 3개로 최소화해 사양을 낮추고 중소 제조 현장에서의 활용성을 극대화했다.
연구팀은 기존 양팔 로봇 손에 이번 기술을 적용해 실용화 가능한 수준으로 생산단가를 낮추는 후속 연구를 이어갈 계획이다.
생기원 배지훈 박사는 "사람 손의 속도와 정확도를 따라잡아 실제 손처럼 자유자재로 실수 없이 움직이도록 하는 것이 최종 목표"라고 말했다.