생기원, 로봇팔 달린 '재난대응 특수목적기계' 개발
유압 방식으로 강력한 힘 발휘, 사람 팔처럼 조정 가능
생기원 제공
한국생산기술연구원은 조정산 박사 연구팀이 소방관들의 안전을 보호하면서 어렵고 복잡한 구조 작업을 신속히 지원하는 '재난대응 특수목적기계'를 개발했다고 20일 밝혔다.
이 장비는 4개의 무한궤도 하부 모듈 위에 사람의 양팔 역할을 하는 6m 길이의 작업기 한 쌍이 달려 있는 형태로 구성됐다. 장비에 탑승한 소방관은 웨어러블 장치를 이용해 작업기를 마치 내 팔처럼 자유롭게 움직일 수 있어 숙련된 기술 없이 직관적으로 조정이 가능하다.
이 장비를 이용하면 최대 200㎏에 달하는 대형 장애물을 옮기거나 22㎜ 두께의 철근을 절단하고 시멘트 덩어리를 부시는 등 다양한 작업을 손쉽게 수행할 수 있다. 재난 사고로 매몰되거나 갇혀 있는 인명을 굴삭기보다 빠른 시간 내 구조할 수도 있다.
특히 유압으로 작동하는 양팔 로봇은 일반 로봇팔보다 더 강력한 힘을 낼 수 있고, 사람의 팔과 비동등한 수준의 14자유도를 구현해 기존 장비에 비해 작업성을 크게 향상시켰다.
또 재난 현장에서 다양한 작업이 가능하도록 왼손은 다양한 물체를 움켜쥘 수 있는 '파워 그리퍼'로, 오른손은 절단과 파쇄, 벌리기 등 정교한 작업이 가능하도록 각각 개발됐다. 마치 사람이 양팔을 이용해 드럼통과 같이 부피가 큰 물체를 조작할 수 있는 것처럼 작업할 수 있다.
아울러, 운전자의 의도대로 팔을 조정할 수 있는 '웨어러블 조정장치(k핸들러)'와 '마리오네뜨 알고리즘'은 비숙련자도 쉽게 조작하도록 도와준다.
연구팀은 지난해 12월 로봇융합연구원 재난안전센터에서 20종 이상의 재난대응 시나리오에 대한 현장 테스트를 통해 시제품 성능 검증을 마쳤다.
앞으로 소방서와 협력해 재난현장에 실전 배치할 수 있도록 유압시스템과 제어기술을 고도화하는 연구를 지속할 계획이다.
조정산 생기원 박사는 "큰 힘을 내면서 사람 팔과 가장 근접한 형태의 로봇 관절 움직임을 구현해 냈다"며 "향후에는 무인화나 자동화가 필요한 건설 산업현장, 대단위 재배가 이뤄지는 농업현장, 지뢰 포탄 등을 제거하는 국방현장 등에 널리 쓰일 것"이라고 말했다.
한편 이 성과는 산업부의 지원을 받아 수산중공업, 건설기계부품연구원, 울산대 등이 연구에 참여했다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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