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위험 현장에서 활약하는 스네이크 로봇과 외골격 로봇

사코스 로보틱스의 만능 아이언맨 XOS 2 외골격 수트 (GIF 이미지: Sarcos Robotics)

“인간과 기계는 친밀한 공생 관계를 가진 하나의 유닛(Unit)으로 결합될 수 있다. 이 유닛은 본질적으로 단일 결합 시스템 형태로 기능할 것이다. 인간의 적응형 반사조절 반응이 기기의 메커니즘에 직접 전송되어 기기는 인간이 확장된 것처럼 반응하게 된다. 이에 더해, 일반적이라면 (인간에게) 적대적인 환경도 이 기계에 어떠한 영향을 주지 못한다.”

지금으로부터 50년 전, GE의 엔지니어이자 로봇공학의 선구자 랄프 모셔(Ralph Mosher)가 미국 디트로이트에서 열린 자동차공학 학술대회에서 했던 획기적인 발표(링크)의 일부분이다.

모셔는 자신이 하디맨(Hardiman)이라 이름 붙인, 1,500파운드(약 680kg) 무게를 들어올릴 수 있는 강력한 외골격(Exoskeleton) 제작에 성공했다. 하지만 이 인간과 기계의 콤보는 미래에 대한 일종의 비전으로만 존재했을 뿐, 독자적인 제품으로 출시되지는 못했다.

GE의 하디맨(Hardiman)은 약1,500 파운드(약 680 kg) 무게를 들어 올릴 수 있었다. (이미지 제공: Museum of Innovation and Science Schenectady


그런데 이제 상황이 달라졌다. GE는 현재, 열악한 환경에서도 작동할 수 있는 민첩한 로봇을 현장에 도입하는 방안을 검토하고 있다.

지난해 GE벤처는 사코스 로보틱스(Sarcos Robotics, 이하 사코스)에 투자했는데, 사코스는 인간이 작업하기에 너무 어렵거나 위험한 업무를 대신할 로봇을 개발하는 혁신적 기업이다. 사코스(링크)의 공동 창립자 프레이저 스미스(Fraser Smith) 사장은 자신들이 “인간 대체(Human Replacement)의 반대 개념이라 할 수 있는 인간 확장(Human Augmenation)과 관련된 로봇공학 분야에 중점을 두고 있습니다”라고 말한다.

사코스의 가디언 S 스네이크 로봇’은 모든 장애를 해결할 수 있다. 사코스의 벤 울프 회장은 “로봇의 전면부 전체는 센서가 탑재된 화물실과도 같다”고 설명한다. (이미지 제공: Sarcos Robotics)
사코스의 가디언 S 스네이크 로봇’은 모든 장애를 해결할 수 있다. 사코스의 벤 울프 회장은 “로봇의 전면부 전체는 센서가 탑재된 화물실과도 같다”고 설명한다. (이미지 제공: Sarcos Robotics)


이 로봇들은 조립 생산라인에서 일하는 로봇과는 다르다. 벤 울프(Ben Wolff) 사코스 회장 겸 CEO에 따르면, 사코스에서는 예측할 수 없고 체계적이지 않은 환경에서 유의미한 작업을 실행할 수 있는 만능 로봇(Dexterous Robot)을 제작 중이라고 한다. 모셔의 비전을 계승한 이 기기들은 새로운 환경에서 (스스로) 방향을 찾을 수 있고, ‘인간이 팔로 물건을 들어올리는 것과 100% 동일한 방식으로 물체를 조작할 수 있는 매우 정교한 모터 제어장치’가 탑재되어 있다고 울프 회장은 말한다.

이런 로봇 중 하나인 사코스 ‘가디언 S(Guardian S)’ 스네이크 로봇으로, 원격으로 조종되며, 원자력 발전소나 오일 저장 탱크의 스팀 파이프 내부를 움직이며 점검할 수 있다. “석유 저장 탱크 내부의 부식 여부를 확인하기 위해 80 피트(약 24m)나 되는 벽 아래로 직원을 보낼 필요가 없죠. 이제 이 로봇을 내려 보내면 됩니다.” 울프 회장의 이야기다.

가디언 S 스네이크 로봇 (이미지: Sarcos Robotics)

 


길이 4.25피트(약 1.3m)에 무게 10 파운드(약 4.5kg)의 스네이크 로봇은 배터리로 구동되며, 수직 측벽을 오르내리며 카메라와 오디오 및 적외선 센서로 스캔하여 얻은 정보를 정비 담당 직원에게 무선으로 전송한다. 울프 회장은 “로봇 전면부 전체가 센서를 탑재한 화물실이라고 보면 됩니다. 문제가 발견되면 문제가 발생한 특정 지점으로 직원이 이동해서 해결합니다. 이를 통해 업무의 효율이 증대되고 직원이 위험한 환경에 노출되는 상황이 줄어들 것입니다.”라고 말한다. GE의 여러 비지니스에서는 시장에 출시된 이 스네이크 로봇의 활용을 고려하고 있는데, GE오일앤가스도 그 중 하나다.

사코스의 포트폴리오는 더 큰 형태의 기계를 포함하고 있다. 가디언 GT(Guardian GT)가 그 중 하나인데, 이동식 플랫폼에 부착된 이 로봇은 두 팔로 각각 500파운드(약 227kg)까지 들어올릴 수 있다. 또 사코스에서는 착용했을 때 장기간에 걸쳐 반복적으로 200파운드(약 91kg)을 들어올릴 수 있는 외골격 수트를 개발 중이다. “무거운 물체를 들다가 다치는 근로자가 미국에서만도 해마다 수백만 명입니다.” 울프 회장은 말한다.

이동식 플랫폼에 부착된 로봇 가디언 GT는 두 팔 각각 500파운드(약 227kg)를 들어올릴 수 있다. (이미지 제공: Sarcos Robotics)

 


300여 개의 특허를 보유한 사코스는 1980년대 유타 대학교에서 시작했다. 설립 이래 미국 국방첨단과학기술 연구소(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)에서 재정 지원을 가장 많이 받는 기업 중 하나로, GE 외에도 마이크로소프트, 슐룸베르거(Schlumberger), 캐터필러(Caterpillar) 등의 기업이 사코스에 투자했다.

여기서 그치지 않고, 울프 회장과 스미스 사장을 위시한 엔지니어들은 로봇의 기계학습(Machine Learning) 실현을 위해 연구 중이다. 울프 회장은 이렇게 말한다. “계단을 인지하고 기어오르는 행위처럼 기본적인 문제를 로봇 스스로가 해결할 수 있도록 학습시키는 부분에 많은 기회가 있다고 봅니다.”

35년 간 로봇을 개발해온 스미스 사장은 보통 아이들처럼 장난감을 분해하던 어린 시절부터 자신의 엔지니어링이 시작되었다고 회고한다. GE의 하디맨(Hardiman)을 알게 된 이후 이 로봇에 매료되어왔던 스미스 사장은 이렇게 이야기한다. “하디맨이 개발된 후 관련 기술은 분명 그때보다 발전했습니다. 하지만 하디맨은 정말 대단한 시스템이었어요.” 이제 그는 자신을 위한 로봇을 만들고 있다.


자신이 개발한 외골격 수트 중 하나인 핸디맨(Handyman)을 착용한 GE의 랄프 모셔(Ralph Mosher) 박사.  랄프 박사의 연구팀은 원자력 위원회(Atomic Energy Commission) 아이다호 폴스 국립원자로시험장(National Reactor Testing Station at Idaho Falls)에서 사용되는 항공기용 원자력 추진시스템의 방사능 부품 정비에 활용하고자 핸디맨을 설계∙제작했다. (이미지 제공: Bettmann/CORBIS)




(자료출처 : Ge코리아)

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