사물인터넷·AI와 결합한 기계들, 얼마나 똑똑해졌나?
사물인터넷·AI와 결합한 기계들, 얼마나 똑똑해졌나?
  • 여정현
  • 승인 2021.09.16 11:06
  • 댓글 0
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모바일에 구현된 디지털트윈 공장.
모바일에 구현된 디지털트윈 공장.

 

[뉴스로드] 아시아 최대규모의 '스마트공장, 자동화산업전'이 9월 8일부터 10일까지 서울 삼성동 코엑스에서 개최되었다. 제4차산업혁명의 특징 중의 하나가 기계가 사람처럼 똑똑해지고 사람들이 할일이 없어지는 것인데 이번 전시회는 사물인터넷과 인공지능기술을 등에 업고 기계가 얼마나 발전했는지를 살펴볼 수 있는 좋은 기회였다. 전시회에는 약450개 자동화기업들이 1,500개의 부스를 차지하고 대규모로 참가했다. 

이번 전시회의 특징 중 필자가 가장 눈여겨 본 것은 MES라고하는 과거의 생산관리시스템이 디지털트윈으로 변모했다는 것이다. 디지털트윈 기술은 공장전체의 움직임을 손안의 스마트폰이나 태블릿PC에 아름다운 애니메이션으로 구현하는 기술로 요약된다.

필자가 사물인터넷(IOT)기술이 장착된 실물기계의 빨간색 비상정지 버튼을 누르니 모바일기기 속에 살고 있는 디지털트윈에서도 기계가 갑자기 멈추었고, 경보가 울렸다. 더 이상 작업자가 공장에 앉아서 기계를 일일이 감시할 필요가 없어진 것이다. 디지털트윈은 반영된 결과를 작업자에게만 알리는 것이 아니라 전사적자원관리시스템이라고도 하는 ERP시스템 등과 연계되어 공장에서 발생한 사건을 영업 담당자나 노무담당자들에게도 알려줄 수 있다. 이미 싱가폴과 같은 도시국가들은 여러 장의 2차원 이미지를 3차원으로 변환하는 기술 등을 활용하여 손쉽게 도시전체를 디지털트윈으로 구현했다. 사물인터넷센서를 부착한 기계들이 공장 내부를 가상세계에 구현한 디지털트윈에 참가하는 것은 어렵지 않으며, 관련 산업은 점차 빠르게 성장할 것이다.

로봇팔을 장착한 다양한 팔레트로봇 모형.
로봇팔을 장착한 다양한 팔레트로봇 모형.

 

로봇의 눈이라고 하는 비전센서는 인공지능기술과 결합하며 다양하게 발전하고 있었다. 다양한 타이어의 흠집을 잡아내는 비전센서는 인공지능기술로 사람의 설명을 듣지 않아도 몇 번의 작업으로 숨어있는 하자도 자연스럽게 찾아냈다.

비전센서를 가장 잘 활용하는 곳은 설거지 로봇이다. 기존의 식기세척기로 음식물이 붙어있는 그릇을 세척하면 밥알이나 고춧가루가 붙어있는 경우가 있다. 하지만 이제 인공지능으로 똑똑해진 세척기들은 그릇고유의 흠집인지 잔여 음식물인지를 쉽게 판독하여 처리한다. 향상된 시각처리 시스템은 여러 대의 카메라를 결합하여 해석하면서 입체적으로 주차를 지원하거나, 360도 고속회전하면서 라이더센서처럼 모든 방향의 상황을 간단히 파악해 주었다.

이러한 시스템은 머지 않아 다양한 V2X시스템과 결합하면서 고속주행 중 자동차의 안전운전도 지원하게 된다. 과거에는 단순히 빠르고 정확하게 작동하는 기계장치들은 물 컵의 물이 흔들리지 않도록 운반하는 섬세한 기술을 구현하기도 했다.

로봇에 장착된 특수분광센서나 초음파센서들은 우리의 눈으로 볼 수 없는 많은 것을 찾아내기도 한다. 단순히 녹색으로 보이는 식물들의 군집도 특수 분광센서를 장착한 로봇은 아픈 식물과 물을 필요로 하는 식물을 쉽게 구분해 낸다. 인도인들은 예전부터 제3의 눈이라며 이마에 빈디를 찍거나 붙이고 다녔다. 다수의 로봇들이 기존의 비전센서, 라이다센서, 초음파센서 외에 다양한 제3의 눈들을 장착하고 업무를 진행할 날이 머지않다.

전시회의 세번째 특징은 새로운 배터리의 효율이 높아지면서 그동안 여러 산업부분에서 활약하던 다관절로봇이 팔레트로봇과 결합하고 있다는 것이다. 복잡한 전선 없이 깔끔한 팔을 가지고 조립을 하거나, 통닭을 튀기던 다관절로봇에 발이 달리면 로봇들은 활발히 이동하면서 더 다양한 작업을 진행하게 된다.

조립을 끝낸 로봇이 제품을 옮길 수도 있고, 주방에서 통닭만 튀기던 로봇이 이제는 서빙도하고 테이블도 정리할 수 있게 된 것이다. 과거 팔레트로봇들은 과거에는 정해진 루트로 움직였으나, 이제는 다수가 자율주행자동차에 장착된 라이더센서를 채용하여 복잡한 작업장에서 다른 로봇과 작업자들을 피해가며 일을 할 수 있다.

통계청의 지난달 고용동향을 보면 코로나19로 경제상황이 좋지 않았던 2020년 8월보다 취업자가 51만명 늘었다. 하지만 취업의 증가는 코로나19로 인한 보건·사회복지서비스업과 운수·창고업에서 주로 이루어졌고, 제조업의 취업자는 오히려 7만명 이상이 줄었다. 바로 앞에서 설명한 로봇들의 가격이 4,000만원~5,000만원 정도까지 떨어졌는데, 로봇가격의 인하는 제조업취업자 감소와 전혀 무관하지 않다.

전자석을 사용하지 않는 피에조모터.
전자석을 사용하지 않는 피에조모터.

 

착용형로봇은 로봇전시회에의 고객들이 가장 반기는 제품이다. 착용형로봇을 입으면 무거운 물건도 쉽게 들 수 있고 쪼그리고 앉아서 하는 작업에서 허리에 무리가 덜 가게 된다. 특히 두 팔을 들고 장시간 작업하는 근로자들은 피로도가 상당히 줄어든다. 누구나 로봇을 입게 되면 잠시나마 로봇태권V가 된 기분을 느끼게 된다.

피에조모터 등을 활용한 로봇의 소형화도 특징 중의 하나였다. 피에조모터는 자석이 아니라 초음파를 이용하여 작동하므로 강력한 자기장 내부에서도 안정적으로 작동하는 것이 특징이다. 소음이 적고 속도가 빠르며, 전자기적인 노이즈가 적은 장점도 가지고 있다. 전원이 꺼진 상태에서 마찰력에 의한 제동력을 유지하는 점은 다양한 로봇기술에서 활용되는 장점으로 작용한다.

우리나라의 제조업 종사자 1만명당 로봇은 710대나 보급되어 있다. 세계1위 규모로 세계평균 85대보다 월등히 많은 수치이다. 한국의 로봇은 주로 전기, 전자나 자동차 부분에 집중되어 있지만 점차 응용분야를 확대해가고 있다. 또한 많은 로봇들이 다양한 사물인터넷센서와 통신모듈을 장착하고 있다. 메타버스나 디지털트윈이 관심을 끌면서 이미 다양한 플랫폼이 등장했는데, 머지않아 로봇들도 가상세계에서 활동하며 사람 및 다른 로봇과 정보를 주고받게 될 것이다.

[필자약력] 여정현
서울대학교 법과대학을 졸업하고 대우그룹 회장비서실, 안양대 평생교육원 강사,국회사무처 비서관 등을 지냈다.


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