재난현장 인명 구조 '로봇팔'로 신속하고 안전하게… 생기원 '특수목적기계' 개발

사람 관절처럼 움직이는 양팔 로봇팔 달려
200㎏ 장애물 들고 22㎜ 철근 절단 가능
시제품 성능 검증 마쳐… 다양한 분화 활용 가능

태풍 등 대형재난 현장에서 소방관 대신 사람을 구하고 피해 현장 잔해를 안전하게 치울 수 있는 기계가 탄생했다.

20일 한국생산기술연구원(이하 생기원)에 따르면 로봇응용연구부문 조정산 박사 연구팀은 한양대·한국전자기술연구원·한국기계산업진흥회과 함께 로봇기술·건설기계 기술을 융합해 '재난대응 특수목적기계'를 공동 개발했다.

개발된 장비는 4개의 무한궤도 하부모듈 위에 사람의 양 팔 역할을 하는 6m 길이의 작업기 1쌍이 달려 있는 형태다. 장비에 탑승한 소방관은 웨어러블 장치를 이용해 작업기를 마치 내 팔처럼 자유롭게 움직일 수 있어 숙련되지 않아도 직관적으로 조종 가능하다.

최대 200㎏에 달하는 대형 장애물을 옮기거나 22㎜ 두께의 철근을 절단하고 시멘트 덩어리를 부시고 샌드위치 패널을 뚫는 등의 다양한 작업들을 손쉽게 수행할 수 있어 매몰되거나 갇혀있는 인명을 굴삭기보다 빠른 시간 내 구조할 수 있다.

조정산 박사 연구팀은 핵심 원천기술로서 유압으로 작동하는 양팔 로봇 설계·제작·제어 기술을 꼽는다. 유압 액추에이터(Actuator)는 일반 로봇팔에 사용되는 전기 모터 구동방식보다 더 강력한 힘을 낼 수 있어 중량물을 드는 데 적합하다. 사람 팔에 상응하는 수준의 자유도를 구현해 기존 장비에 비해 작업성도 크게 높아졌다.

재난 현장에서 다양한 작업이 가능하도록 왼손은 다양한 물체를 파지할 수 있는 파워 그리퍼(Gripper)로, 오른손은 절단·파쇄·벌리기 등 정교한 작업이 가능하도록 각각 개발돼 사람처럼 양팔을 이용해 드럼통과 같이 부피가 큰 물체를 조작할 수도 있다.

연구팀은 지난해 12월 포항에 위치한 한국로봇융합연구원 재난안전센터에서 20종 이상의 재난대응 시나리오에 대한 현장 테스트를 진행해 시제품 성능 검증을 마친 상태다. 이후 소방서와 협력해 재난현장에 실전 배치될 수 있도록 유압시스템과 제어기술을 보다 고도화할 계획이다. 향후 무인화나 자동화가 필요한 건설·산업현장, 대단위 재배가 이뤄지는 농업현장, 지뢰·포탄 등을 제거하는 국방현장 등 다양한 분야에 폭넓게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

조정산 박사는 "생기원 대표기술 '키-테크(Key-Tech)' 성과 중 하나로서 다족형 견마로봇 '진풍'을 통해 확보된 국내 최고의 유압로봇 기술을 기반으로 큰 힘을 내면서도 사람 팔과 가장 근접한 형태의 로봇 관절 움직임을 구현해냈다"며 "사람이 하기 힘든 위험한 작업을 사람처럼 수행할 수 있는 대체 장비 개발이 궁극적 목표"라고 말했다. 임효인 기자