로봇은 힘든 일을 할 수 있고, 튼튼하다. 하지만 몇몇 작업에서는 한계를 보인다. 사람과 같은 손을 갖고 있지 않기 때문이다. 훼스토Festo가 4월 개최된 하노버 메세에서 사람과 같은 손을 구현한 공압 이펙터를 선보여 눈길을 끌었다.
훼스토가 하노버 메세 2019에서 선보인 공압 엔드 이펙터인 바이오닉소프트핸드BionicSoftHand는 사람의 손과 같은 형태를 구현한 점이 눈에 띈다. 단순히 외양만 같은 것이 아니라 사람의 손처럼 다양한 작업을 섬세하게 진행할 수 있다.
훼스토는 “인간의 손은 힘, 손재주 및 훌륭한 운동 기술의 독특한 조합으로 이루어진 자연의 획기적인 도구”라며 “인간의 손과 같이 자연을 모델로 하는 바이오닉소프트핸드는 잡기·붙잡기·돌리기·만지기·타이핑이나 누르기 등 인간의 손이 일상적으로 행하는 다양한 작업을 로봇이 할 수 있게 함으로써 인간-로봇의 협업을 한층 확장할 수 있을 것”이라고 강조했다.
핵심은 디지털 제어 방식의 피에조 밸브와 유연한 벨로우즈 구조다. 훼스토는 특별히 설계된 소형 디지털 제어 밸브 터미널을 통해 전체 로봇 암에서 튜브를 당기지 않은 상태에서 밸브의 에어 공급/배기가 각각 하나의 튜브로 신속하게 이뤄지도록 함으로써 손가락의 움직임을 정밀하게 제어할 수 있다.
또 바이오닉소프트핸드의 손가락은 뼈가 없이 공기 챔버로 이뤄져 있다. 신축성 있는 고강도의 실로 짜인 특수 3D 섬유 코트를 사용한 벨로우즈 구조를 통해 팽창해야 하는 지점과 팽창하지 말아야 할 곳을 정확하게 결정하여 가볍고 유연하게 동작할 수 있게 한다. 이는 사람의 손과 같은 섬세한 움직임을 수행하는 동시에 작업자의 안전까지 보장할 수 있게 한다.
인공지능으로 더 똑똑하게
훼스토는 바이오닉소프트핸드에 인공지능AI : Artificial Intelligence 기술도 덧붙였다. 인간의 손과 같은 움직임을 프로그래밍하기란 거의 불가능하다. 이에 훼스토는 AI 기술을 통해 사람의 손처럼 작동하는 방법을 바이오닉소프트핸드가 스스로 익히도록 했다.
목표를 부여하면 바이오닉소프트핸드는 긍정/부정의 피드백을 받아 점진적으로 작업을 최적화한다. 필요한 동작을 구현하기 위한 학습은 가상 환경을 이용하여 디지털 트윈 환경에서 진행 가능하며, 이를 통해 BionicSoftHand는 복잡한 프로그래밍 없이도 다양한 작업을 수행할 수 있다.
로봇 적용의 한계 극복
이와 함께 훼스토는 바이오닉소프트암BionicSoftArm도 선보였다. 훼스토의 바이오닉모션로봇BionicMotionRobot의 추가 개발품인 바이오닉소프트암은 모듈형 디자인을 적용해 유연한 확장성을 갖는 휴머노이드 로봇암이다. 현재 최대 7개의 공압식 벨로우즈 세그먼트·로터리 드라이브와 결합할 수 있으며, 이를 통해 협소한 공간 등 로봇 적용의 한계를 극복하면서 픽&플레이스 작업을 비롯한 다양한 작업을 수행할 수 있다.
나아가 바이오닉소프트암은 사람과 직접 안전하게 상호작용할 수 있다. 즉 케이지 및 차단막과 같은 높은 비용의 안전 장치 제거가 가능해 경제적으로 활용할 수 있는 것. 이는 비용적 이점 외에도 전환 시간을 단축할 수 있어 생산 환경의 여러 위치에서 서로 다른 작업에 활용할 수 있다는 유연성 이점을 극대화한다.
