전류 제어 기반의 임피던스 제어와 딥러닝으로 센서 없이 로봇 활용 가능... "1만 달러 로봇 시장 생태계 만들 것" [인더스트리뉴스 김관모 기자] 산업용 로봇 시장에서 협동로봇(Cobot)은 사업장을 더욱 스마트하게 만들 수 있는 새로운 대안으로 각광받고 있다. 특히 인력이 적고, 산업용 로봇을 들여놓기 부담을 느끼는 중소기업 사업장에서 협동로봇은 심플하고 부담이 적은 솔루션이 될 수도 있다. 하지만 아직까지 사업장에서는 협동로봇을 들이는 것조차 버거워한다. 여전히 비싼 가격과 복잡한 성능, 낮은 접근성 때문에 선뜻 투자할 여력을 내지 못하고 있는 것이다
이에 2013년 설립된 뉴로메카(대표 박종훈)는 2017년 7kg의 가반중량을 지닌 협동로봇 ‘인디(Indy)7’을 출시하면서 처음 협동로봇 시장에 발을 내딛었다. 이후 다양한 현장에 적용할 수 있는 인디3/5/10/12도 연이어 출시했으며, 2018년에는 델타로봇 라인업 'D'를 비롯한 각종 시스템 사업도 개시했다. 이제는 1만 달러 가격의 협동로봇 양산 체제를 갖춰 중소기업의 성공적인 로봇 자동화를 실현하기 위해 로봇시장에 도전장을 내밀고 있다.
하지만 이는 말처럼 쉬운 일은 아니다. 한국로봇산업협회의 최근 조사결과에 따르면 중소기업의 43% 이상이 1천만원 대의 협동로봇을 원하고 있는 것으로 나타났다. 반면 아직까지 협동로봇의 일반 가격은 약 3천만원 대로 여전히 높은 편이다. 게다가 머신비전이나 센서 같은 옵션을 설치하면 가격은 더욱 올라간다. 하지만 15년 넘게 지능로봇 연구에 힘써온 박종훈 대표는 그간 공들여 개발해온 전류 제어 기반의 임피던스 제어와 딥러닝 솔루션 등으로 불가능과 같은 시장을 바꾸겠다는 포부다. 이에 뉴로메카는 협동로봇 중심의 Raas(Robot as a Service) 플랫폼 비즈니스 생태계를 구축하는데 힘쓰고 있다.
머신비전이나 센서 없이 임피던스 제어만으로 로봇 활용 가능
뉴로메카의 협동로봇 인디시리즈가 가진 특징은 고속 전류제어를 기반으로 하는 임피던스 제어를 구현하고 있다는 점이다. 협동로봇의 가장 큰 특징은 직접교시와 충돌방지다. 박종훈 대표는 이 두 가지 기능을 최적화하기 위해 임피던스(Impedance) 제어기를 기본으로 모터의 토크를 제어하는 방식을 채택했다. 임피던스 제어의 가장 큰 특징은 위치 제어가 아닌 힘 제어에 중점을 두었다는 것이다.
박 대표는 “일반적으로 협동로봇을 직접 교시할 때는 사람이 힘만 주면 제어하기 쉽기 때문에 다양한 코봇 솔루션이 있다”면서, “다만 스킨 센서나 토크 센서 등을 부탁해 교시하는 것은 매우 부자연스러운 결과를 낳는다”고 지적했다. 그러면서 “직접교시의 가장 큰 특징은 내가 힘을 주면 움직인다는 것. 다시 말해 위치를 제어하는 게 아니라 힘을 제어하기 때문”이라며, “힘은 모터의 전류를 제어하기 때문에 힘의 크기만 알면 직접교시를 할 수 있다”고 설명했다. 즉, 전류 제어 기반의 임피던스 제어를 활용하면 센서의 부착 없이도 로봇에게 가해지는 힘에 마찰이나 충돌, 다른 힘이 가해지면 그 힘을 정확히 측정해 부드러운 직접 교시를 구현할 수 있다는 것.
따라서 뉴로메카는 직접교시와 제어의 성능을 높이기 위해 강인제어 및 마찰보상 알고리즘 등을 적극 활용하고 있다. 또한 임베디드 제어기와 실시간 로봇제어 소프트웨어, 티치펜던츠, 스마트액추에이터 등의 구성품도 자체 개발했다.
특히 뉴로메카는 이런 임피던스 제어를 비롯해 고속 딥러닝 추론 연산에 기반한 알고리즘 개발이 가능하도록 하는 실시간 임베디드 이더캣 마스터 로봇제어기 ‘스텝(STEP)’를 제공하고 있다. 이 스텝은 리눅스나 제노마이 환경 물론 MS 윈도우에서도 실시간 제어 프로그램을 개발할 수 있는 로봇제어 엔진 SDK를 이용하고 있다.
파트너십과 연구소 확대로 집단지성 활용한 R&D 나선다
또 하나 뉴로메카가 집중하는 것은 딥러닝 알고리즘 개발이다. 박 대표는 “딥러닝 기반 기술의 핵심은 저가로 누구나 솔루션을 구현할 수 있는 것이 목표”라며, “비전센서를 설치한 비전솔루션 ‘인디아이(IndyEye)’도 작년에 출시해 공간과 조광의 제약 없이 유연하게 적용할 수 있도록 지원하고 있다”고 설명했다.
따라서 뉴로메카는 딥러닝 학습 알고리즘이나 고성능 로봇 제어 알고리즘을 더욱 개선하기 위해 연구용 플랫폼이었던 인디 RP2를 인디아이 SDK가 포함된 인디 RP2 비전으로 업그레이드 했다. 또한, 스마트팩토리와 원격유지보수 솔루션인 인디케어(IndyCare)도 출시했다.
특히 뉴로메카는 R&D 개발을 강화하기 위해 포항에 있는 포스코에 CI(Cobot Intelligence) Lab이라는 연구소를 개소했다. 이 연구소를 통해서 뉴로메카는 파트너사나 대학교, 연구기관과 함께 개발협력에 힘쓰고 있다. 또한 ARC(Academy-Research-Communy)라는 그룹을 만들고 파트너사를 위한 SDK 및 교육프로그램도 운영하고 있다.
특히 지난해 뉴로메카는 국내 12개, 해외 3개사와 파트너십을 맺고 이들과 함께 R&D 생태계를 구축 중이다. 박 대표는 “뉴로메카는 벤처기업이라는 포지션에 있기 때문에 다른 대기업들보다 개발 협력에 있어서 개방적”이라며, “범용성을 지는 협동로봇의 기술을 발전시키기 위해서는 집단지성의 힘이 반드시 필요하다”고 설명했다.
“인디 시리즈가 중소기업 스마트팩토리의 허브가 될 것”
최근 협동로봇 시장이 확대되는 가운데 뉴로메카는 1만 달러대의 저가형 협동로봇을 선도해 중소제조기업이 스마트팩토리를 하기 적합한 생태계를 만들겠다는 남다른 지향점으로 시장을 공략하고 있다. 박 대표는 “현재 한국의 중소제조기업 특히 뿌리기업들은 사업장에 인터넷이 없는 곳도 있을 정도로 열악한 상황이어서 즉각적인 품질 개선이나 원가 절감 같은 효과를 통해 단기 수익을 거두지 못한다면 스마트팩토리를 위해 투자할 여력이 없다”며, “따라서 IoT 같은 솔루션보다는 협동로봇 기반으로 스마트 자동화를 하는 게 더 필요한 상황”이라고 말했다.
그러면서 그는 중소기업이 원하는 스마트팩토리에 대한 요구사항은 “사용자들은 협동로봇을 통해서 보조인력 없이 52시간 노동시간 체제를 극복하고 24시간 업무를 계속할 수 있게 될 것”이라며, “이를 위해 뉴로메카는 빠른 생산성 확대를 경험하고 투자회수를 위해 더욱 쉽게 학습할 수 있도록 솔루션 개발에 박차를 가하고 있다”고 강조했다.
따라서 뉴로메카는 이런 중소기업들과 스마트팩토리를 연결해주는 허브 역할을 자처하고 있다. 먼저 뉴로메카는 관련 하드웨어와 소프트웨어에 대규모의 추가적인 투자 없이도 생산성 모니터링이나 전략량 모니터링, 원격유지보수 등의 산업용 IoT 기능을 인디케어에 구현하고 있다. 또한 인디아이를 통한 딥러닝 기반의 비전솔루션으로 다품종 변량생산 상황에서 시스템 통합에 들어가는 직접적인 비용과 가동중지시간을 최소화하는 솔루션도 구비 중이다.
또한, 고속·고정밀·하이 스루풋(high throughpuit) 이송을 위해 델타로봇 모델 ‘D’ 라인업을 독자적으로 개발하고, 협동로봇과 델타로봇의 콜라보를 통한 물류자동화 솔루션을 구축했다. 특히 뉴로메카가 자신 있게 내세우고 있는 것이 협동로봇 플랫폼 서비스 ‘인디고(IndyGo)’다. 이 플랫폼은 로봇의 도입과 운용, 유지보수, 인력 제공 등을 통합으로 지원하고 있으며, 리스운영과 월정액 과금 모델로 제공돼 금전적 부담감도 줄이고 있다.var ___BANNER = "ban_1579570786161";
박 대표는 “최근 서비스와 유통 산업에서 스마트팩토리를 사용하는 경우 협동로봇 이외의 자동화뿐만 아니라 POS나 재고, 물류 등을 함께 처리할 수 있는 통합형 솔루션도 원하고 있다”며, “이를 위해 뉴로메카는 로탈 같은 AGV 개발사와 함께 이동로봇을 통합한 협동로봇 솔루션을 제시해 더욱 선진화된 중소기업 스마트팩토리 실현에 노력하고 있다”고 말했다.
이처럼 뉴로메카는 공략적인 솔루션과 R&D 등을 바탕으로 빠른 성장세를 보이고 있다. 2017년 11억원이었던 매출은 2년 사이에 71억원까지 급증했으며, 2년 연속 올해의 로봇기업을 수상했으며, 2019 대한민국 상생발전 대상-지역상생 기업으로 선정되기도 했다. 레드닷디자인 어워드를 수상하는 등 인디 시리즈의 성능을 대외적으로도 인정받았다.
뉴로메카는 올해부터는 협동로봇의 영업과 양산 채널을 확고히 구축하고 저가형 협동로봇 대표주자로 우뚝 서기 위해 제품 개발에 주력할 계획이다. 박 대표는 “앞으로 중소제조기업 고객을 위한 협동로봇의 문화를 정착시킬 필요가 있다”며, “다양한 채널의 마케팅을 활용해 협동로봇 적용 사례를 알리고 올바른 인식을 확산시켜 나가겠다”고 말했다.
김관모 기자 mailto:news@industrynews.co.kr
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