손끝으로 조종하는 로봇, 산업현장 안전 책임진다

김기훈 포항공과대학교 기계공학과·융합대학원 교수. /포항공대 제공

김기훈 포항공과대학교 기계공학과·융합대학원 교수와 박재현 박사과정 연구팀이 산업현장의 작업자 안정과 효율 향상을 동시에 도울 수 있는 햅틱 장치를 개발했다.

 

연구팀은 로봇을 조작하는 일이 생각보다 까다롭고 작은 실수가 사고로 이어질 수 있다는 문제에 주목, 사용자가 로봇을 조작할 때 손끝 감각을 그대로 느낄 수 있는 햅틱(haptic) 장치를 두 가지 형태로 구현했다.

‘POstick-KF(Kinesthetic Feedback)’는 로봇이 무언가를 밀거나 당길 때 느끼는 힘의 변화를 사용자에게 그대로 전달해 섬세하고 정밀한 조작이 가능하다. 

‘POstick-VF(Visuo-tactile Feedback)’는 진동을 통한 촉각 피드백과 시각적인 피드백을 동시에 제공해 더 넓은 공간에서도 효율적으로 사용할 수 있다. 

두 장치는 모두 실제 작업 도구 크기와 모양을 본떠 설계돼 초보자도 쉽게 적응할 수 있고, 현장 상황과 사용자 숙련도에 따라 선택적으로 활용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

시뮬레이션 실험에서도 이 장치들의 효과는 뚜렷하게 나타났다. 기존 햅틱 장치보다 목표 조작의 정확도가 높고, 장애물과의 충돌도 현저히 줄었다. 

특히 POstick-VF는 사용 시간이 늘어날수록 사용자 숙련도가 눈에 띄게 향상되는 등 훈련 효과 측면에서도 우수한 성과를 보였다.

김기훈 교수는 “사람의 손길이 필요한 작업을 로봇과 함께 더욱 안전하고 정밀하게 수행할 수 있도록 돕는 기술”이라며 “산업현장의 안전성을 강화하고 작업자의 부담을 줄이는 데 기여하기를 바란다”고 말했다.

 

이번 연구는 포스코홀딩스의 지원을 받아 수행됐으며, 로보틱스 분야 국제 학술지인 ‘IEEE Transactions on Industrial Informatics’에 최근 게재됐다.

 

/단정민기자 [e-mail]