손끝에서 원격으로 조종되는 로봇: 산업 현장의 안전 강화

포스텍 기계공학과 김기훈 교수와 박재현 박사과정 연구팀이 산업 현장 근로자의 안전과 효율성을 향상시키도록 설계된 새로운 촉각 장치를 개발했습니다. 이 연구는 로봇 분야 국제 학술지인 IEEE Transactions on Industrial Informatics 에 최근 게재되었습니다.

로봇 자동화는 공장이나 제철소와 같은 고위험 산업 환경에서 급속히 발전하고 있습니다. 그러나 로봇공학이 발전했음에도 불구하고 여전히 인간의 개입이 필요한 작업이 많이 있습니다.

문제는 로봇을 조작하는 것이 예상했던 것보다 훨씬 복잡할 수 있으며, 사소한 실수조차도 사고로 이어질 수 있다는 것입니다.

이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 사용자가 로봇을 원격으로 제어하면서 손가락 끝에서 상호작용을 느낄 수 있도록 하는 두 가지 유형의 촉각 장치를 개발했습니다.

'POstick-KF(운동감각 피드백)' 장치는 로봇이 물체를 밀거나 당길 때 경험하는 정확한 힘의 변화를 사용자에게 직접 전달하여 섬세하고 정확한 조작을 가능하게 합니다.

한편, 'POstick-VF(Visuo-tactile Feedback)' 장치는 촉각적 피드백과 시각적 피드백을 결합하여 제공하므로 넓은 작업 공간에서 사용하기에 효과적입니다.

두 장비 모두 실제 도구의 크기와 모양을 본떠 만들어졌기 때문에 초보자도 빠르게 적응할 수 있으며, 작업 환경이나 작업자의 기술 수준에 맞게 선택할 수 있습니다.

시뮬레이션 실험은 이러한 장치의 효과를 입증했습니다. 사용자는 기존 촉각 장치에 비해 조작 정확도가 더 높고 장애물과의 충돌이 크게 줄었습니다.

특히 POstick-VF는 시간이 지남에 따라 사용자 능숙도가 현저히 향상되어 교육 효과가 뚜렷하다는 점이 눈에 띄었습니다.

또한 이 시스템은 디지털 트윈 기술을 통합하여 사용자가 가상 ​​환경에서 실제 로봇 작업을 시뮬레이션할 수 있도록 하고, 증강 현실(AR)을 통합하여 사용자의 몰입도와 집중력을 더욱 향상시킵니다.

연구를 주도한 김기훈 교수는 "이 기술은 로봇과의 협업을 통해 인간의 손재주가 필요한 작업을 더욱 안전하고 정확하게 수행할 수 있도록 합니다. 이를 통해 산업 현장의 안전성을 높이고 작업자의 부담을 줄이는 데 기여할 수 있기를 기대합니다."라고 말했습니다.

본 연구는 포스코홀딩스의 지원을 받아 수행되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/05/250519131817.htm