사람 없는 공장, 로봇끼리 제품을 조립한다

[파이낸셜뉴스] 한국전자통신연구원(ETRI) 연구진이 인공지능(AI)과 디지털트윈 기술을 활용해 다관절 로봇이 스스로 제품을 조립하는 기술을 개발했다. 로봇 두대가 협동해 부품을 끼우거나 넣고 조이는 조립을 스스로 해낸다.

연구진은 무인 자율 제품조립 공장을 구축하여 생산성 향상과 중소·중견기업의 산업 디지털전환 대응 등에 도움이 될 것으로 전망했다.

22일 ETRI 연구진에 따르면, 이 자율 제품조립 로봇 AI 기술은 조립 도중 오류가 발생하면 이상 상황을 감지해 스스로 실패를 복구한다. 이는 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 무인 시스템 자율도 8레벨 수준에 도달한 세계 최초의 자율 제품조립 기술이다.

연구진은 이 기술을 자동차 서스펜션 제품 제작에 적용해 테스트한 결과 90% 이상 성공했다.

ETRI 이일우 산업에너지융합연구본부장은 "본 기술은 기술 선도국과 기술격차를 줄이고 제조업 디지털 전환 경쟁력 제고에 큰 도움이 될 것"이라며, "앞으로도 현장의 중소·중견 제조 기업과 협력해 기술의 완성도 제고와 현장 적용 및 확산을 위해 노력하겠다"고 말했다.

현재 ETRI 융합기술연구생산센터 내 3D 프린터를 이용한 부품 제작, 제작된 부품의 자동 공급부터 완제품 조립까지 가능한 실환경 로봇 자율제조 테스트베드를 구축해 기술의 완성도를 높이는 등 상용화에 힘쓰고 있다.

자율 제품조립 로봇 AI 기술에는 크게 △인지지능 △동작지능 △작업지능 △모션지능 등이 들어가 있다. 먼저, 인지지능은 딥러닝 기술을 활용, 카메라를 이용해 작업대와 부품 상자에 무작위로 놓인 부품과 조립 중인 반제품의 위치와 방향을 로봇이 스스로 인식할 수 있는 지능이다. 또, 동작지능은 부품과 반제품을 잘 잡고 세밀하게 조작할 수 있는 심층강화학습 지능이다. 그리고 끼우기, 넣기, 조이기 등 임의의 상황에 맞는 조립 작업의 순서와 파라미터를 스스로 계획하는 작업지능을 개발했다.

이와함께 디지털 트윈 기술을 활용해 로봇 팔이 부품, 반제품, 주위 장비 및 설치물과 충돌 없이 움직이도록 가상 공간에서 고속으로 시뮬레이션해 최적의 궤적을 찾아내는 모션지능도 개발했다.

뿐만아니라 상용 시뮬레이터를 이용한 학습 데이터 자동 생성 및 학습 모델 훈련을 지원하는 소프트웨어 도구와 함께 소프트웨어 플랫폼도 개발했다.

이를 활용하면 학습된 지능과 기존 로봇 자동 제어 기술을 용도에 맞게 조합하고 유연하게 구성함으로써 기업들이 원하는 제품의 자율 조립 시스템을 빠르게 구축할 수 있다.

[e-mail] 김만기 기자