[테크블랙홀] 지능형 모바일 매니퓰레이터(한국기계연구원)

Описание: 한국기계연구원 인공지능기계연구실(김창현 연구실장)은 중소 제조업 현장에 적용이 가능한 지능형 모바일 매니퓰레이터 및 관련 기술을 개발하였습니다.
이 기계는 비정형 제조 환경내에서 다양한 작업이 가능한 모듈형 모바일 매니퓰레이터 플랫폼으로 AI 기술을 기반으로 자율 주행과 자율 작업이 가능한 로봇입니다.
중소 제조업 현장에서는 자동화시스템 도입이 어려웠습니다. 정돈되지 않고 좁으며, 장애물이 존재하는 비정형 환경에서 다양한 작업이 이루어져야 하기 때문입니다. 이런 환경에서 최소한의 시스템으로 다양한 작업 및 환경변화에 대응하기 위하여 원하는 위치로 이동하여 다양한 작업을 할 수 있는 이동형 자율작업 로봇이 필요하고 이를 위한 시스템과 통합 기술을 개발하였습니다.
개발한 로봇이 현장의 작업자를 실제적이고 효율적으로 돕기 위해서는 두가지 기능이 필수적입니다. 첫번째는 작업자의 요구나 상황을 정확히 인지할 수 있는 기능이고 두번째는 작업자의 요구에 따라 자율적으로 움직이며 작업을 수행할 수 있는 기능입니다. 그래서 우리는 이 두가지를 모두 충족시킬 뿐만 아니라 기존의 로봇보다도 우수한 성능을 가진 지능형 모바일 매니퓰레이터를 개발하였습니다.
저희 로봇은 비정형 환경내에서 딥러닝을 통해 작업 물체를 정확하게 인식하는 AI 기반의 작업 기술, 이미지 센서를 통해 물체를 인식한 후 물체를 집어내고 원하는 위치에 놓게 할 수 있는 픽앤 플레이스(Pick-and-Place) 기술, 비전 기반의 충돌 감지 기술, 부싱 정렬 및 투입을 가능하게 하는 인핸드 매니퓰레이션(In-hand Manipulation) 기술, 작업의 정확성을 향상시켜주는 학습 기반 오차 보정 기술, 다양한 작업을 가능하게 하는 도구 사용 기반 기술을 사용하여 부품을 현장에 투입하거나 수거하거나 포장하는 등 현장에서 필요한 여러 작업을 자율적으로 수행할 수 있습니다.
또한 저희 로봇은 인공지능 기반의 자율 주행 기술을 통해 전뱡항으로 이동이 가능할 뿐 아니라 이동중 장애물을 회피할 수 있고 회전 중에도 충돌을 피할 수 있습니다. 이를 위해 우리는 3차원 라이다 매핑 기술과 로봇 위치 추정기술, 비정형 장애물 충돌 회피 기술을 개발, 적용하였습니다.
저희 로봇은 모듈 단위의 적층형 구조를 적용하여 다양한 작업의 종류에 따라 필요한 플랫폼을 구성하거나 변형하는 것이 가능하며 단순 운반 기능만 가질 수도 있고 플랫폼에 로봇 팔이나 특정 작업에 필요한 도구도 쉽게 탈착할 수 있습니다
저희는 모듈형 매니퓰레이터 시제품을 제작하여 실제 제조현장을 모사한 환경내에서 시험을 완료하였습니다. 자율 주행을 위한 제반 기술을 확보하여 주행 정밀도 ±2cm 이상을 기록했으며 자율 작업을 위한 제반 기술을 확보하여 작업물 인식 정밀도 ±5mm 이하의 기록을 달성하였습니다.
뿐만 아니라 가반 하중 100kg, 최대속도 1m/s가 가능한 주행 모듈 및 3D Lidar 모듈, 센서 및 제어 모듈, HRI 모듈, 매니퓰레이터 모듈의 시제품도 제작 완료하였습니다.
저희가 개발한 지능형 모바일 매니퓰레이터는 자동차, 반도체, 디스플레이, 식품, 의약품 등의 제조 산업에서 물류 이송과 감시 작업 등에 사용할 수 있으며 그 밖에 목표 물품을 인식하여 집고, 목표한 위치에 놓거나 조작 작업이 필요한 모든 분야에서 활용할 수 있을 것입니다.
한국기계연구원 인공지능기계연구실은 앞으로도 제조업 현장에 필요한 로봇과 그 연관 기술을 더욱 발전시켜 나가겠습니다. 감사합니다.