유연한 생산 절차를 책임지는 Agile Robots

‘made in Germany’는 국제적으로 품질과 정밀도 그리고 효율성을 상징한다. 독일 기업들은 미래에도 이러한 위상을 유지하기 위해 지속적으로 혁신하고 있다. 이는 자동화에 대한 지속적인 요구를 의미하며, 코봇이 중요한 구성 요소가 되고 있다.

Dr. 짜오펭 첸(Zhaopeng Chen): Agile Robots 설립자 & CEO

대형 로봇은 수십 년 동안 산업 생산을 책임져 왔지만, 최근 몇 년 동안의 빠른 기술 개발 덕분에 코봇의 중요성이 점점 커지고 있다. 그 이유는 분명하다. 코봇은 작고 가벼우며 약 20,000 유로(원화로 2,700만 원) 정도로 비교적 저렴하면서, 큰 수고를 들이지 않고 기존 생산 라인에 통합할 수 있으며, 인간 동료와 ‘협력’을 통해 단조롭고 피곤한 작업의 부담을 덜어주고 있다. 대표적인 적용 사례는 전자 장치의 제조에서 ‘픽 앤 플레이스’이며, 코봇은 앞으로 더 많은 일을 할 수 있을 것이다. 하지만 여기에는 몇 가지 해결해야 할 장애물들이 남아 있다.

             코봇은 이상적인 시나리오에서 인간처럼 유연하게 행동할 수 있다. 코봇은 시간이 경과함에 따라 자유롭게 돌아다니고, 스스로 작업을 인식하여 수행하는 방법을 배우고 있다. 하지만 아직은 먼 미래의 일이다. 지금의 코봇은 모든 요건에 대해 매우 전통적인 방식으로 프로그래밍을 선행해야 한다. 또한 적용 영역이 변경되면 해당 영역에 맞게 다시 프로그래밍을 해야 한다. 이를 변경하는 방법은 센서와 AI라는 두 가지 구성 요소를 결합하는 것이다.

최신 로봇은 센서에 의존한다

Dr.짜오펭 첸, Agile Robots 설립자. 이 로보틱스 스타트업은 독일 항공 우주 센터(DLR) 자회사이다.

로봇이 훨씬 더 큰 자율성을 가지고 행동하는 가장 기본적인 것은 주변을 정확하게 포착할 수 있는 능력이다. 현대적인 로봇은 서로 다른 센서의 조합에 의해 행동한다. 힘-토크 센서는 물건을 잡을 때처럼 정밀하게 힘을 측정하고 로봇이 그에 따라 반응할 수 있도록 핵심적인 역할을 한다. 로봇은 이러한 센서를 사용함으로써 ‘민감하게’ 작동하고, 이를 통해 ‘민감한’ 부품을 안전하게 잡을 수 ​​있다. 또한 센서는 인간의 안전을 보장하기 위해 인간-로봇 협업에서 중심적인 역할을 한다. ‘촉각’ 외에 ‘시각’은 안전과 관련된 중심 기술이다. 이는 비좁은 작업 환경과 모바일 로봇에서 효과를 발휘한다. 통합된 시각 센서는 로봇이 작업장을 파악하고 충돌을 피할 수 있도록 도와준다. 이는 외부 센서와 결합하여 기능을 더욱 향상시킬 수 있다. 예를 들어 경고 신호에 반응할 수 있는 음향 센서도 사용할 수 있다.

로봇은 뇌를 필요로 한다

최근 몇 년 동안 센서 기술이 상당히 발전하였으며, 로봇은 센서에서 생성되는 신호를 행동으로 유도할 수 있는 정보로 전환하기 위해 ‘두뇌’가 필요하다. 이 부분에서 AI가 담당한다. AI는 로봇이 데이터의 홍수를 구조화하고 패턴을 인식하여 이를 실행 가능한 정보로 변환한다. 최근 몇 년 동안 컴퓨터 비전 분야에서 엄청난 진전이 이루어졌다. 기본은 인간 두뇌의 ‘아키텍처’에 기반한 강력한 신경망이며, 초기 훈련을 거치면 독립적으로 학습할 수 있다. 코봇이 기계 학습 알고리즘을 사용하면 새로운 작업과 작업 프로세스를 부분적으로 독립적으로 학습할 수 있다.

현재 시중에 나와 있는 코봇은 단순한 형태의 AI를 사용한다. 이는 제조사에게 센서와 해당 소프트웨어의 조합이 상당한 도전 과제이기 때문이다. 다양한 제조업체들이 AI 구현을 위해 노력하고 있으며 상당한 진전이 이뤄졌고, 내년쯤이면 시장에 새로운 모델들이 출시될 것이다. 하지만 이미 코봇을 적용하고 있는 회사들에게도 좋은 소식이 있다. 특정 애플리케이션 별로 프로그래밍해야 하는 제어 소프트웨어로 구동되는 모델이라면, 차세대 운영 체제를 통해 구형 하드웨어에서도 AI를 사용할 수 있게 되었다. 구형 로봇도 상대적으로 적은 노력으로 ‘AI 준비’ 상태를 맞을 수 있다. 성능 도약 측면에서 투자금이 빠르게 회수되고 있으며, 코봇 구매 비용을 회수하는 데에 평균적으로 약 2 년 정도 걸린다.

             차세대 코봇 로봇과 함께 코봇의 시대가 열리고 있다. 전문가들은 코봇이 5년 후에 전면적으로 사용될 것이라고 예측하고 있다. 코로나 발생과 같은 사건들이 이러한 발전 속도를 가속화하고 있다. 글로벌 팬데믹은 작업과 생산 프로세스에서 자동화 및 유연성이 얼마나 중요한지 다시 한번 일깨워 주었다. 코봇과 인간의 손 없이는 자동화와 유연성이 작동하지 않는다. 이것을 가능하게 한 것은 코봇과 인간의 조합이다.