[더테크=전수연 기자] 한국전자통신연구원(ETRI)이 여러 대의 로봇이 협동해 스스로 제품을 조립할 수 있는 자율 제품조립 로봇 AI 기술을 개발했다. 이를 통해 무안 자율 제품조립 공장을 구축해 생산성 향상과 중소, 중견기업의 디지털전환 등에 도움이 될 것으로 보인다.

ETRI는 제품조립 분야에 최신 인공지능(AI)과 디지털트윈 기술을 활용해 다관절 로봇(로봇 팔)이 제품조립에 요구되는 인지, 판단, 계획, 동작을 스스로 수행하는 기술 개발에 성공했다고 22일 밝혔다.

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연구진이 개발한 기술은 인지지능, 동작지능, 작업지능, 모션지능 등이다. 인지지능은 딥러닝 기술을 활용해 카메라로 작업대와 부품 상자에 놓인 부품과 조립 중인 반제품의 위치 방향을 로봇이 스스로 인식할 수 있는 것이다.

동작지능은 부품과 반제품을 잘 잡고 세밀하게 조작할 수 있는 심층강화학습 지능이다. 또 끼우기, 넣기, 조이기 등 임이의 상황에 맞는 조립 작업의 순서와 파라미터를 스스로 계획하는 작업지능도 개발됐다.

모션지능은 디지털 트윈 기술을 활용해 로봇 팔이 부품, 반제품, 주위 장비, 설치물과 충돌 없이 움직이도록 가상 공간에서 고속으로 시뮬레이션해 최적의 궤적을 찾아낸다.

자율 제품조립 로봇 AI 기술은 4개 부품의 강제 끼우기(snap-fit), 구멍 넣기(peg-in-hole), 나사 조이기(screw-fit) 같은 세 가지 방식으로 조립되는 자동차 서스펜션 제품 제작에 적용됐다. 성능은 로봇 두 대가 협동해 조립용 지그 설치 없이 90% 이상 성공하는 수준이다.

연구진은 본 기술이 조립 도중 오류가 발생하면 이상상황을 감지해 스스로 실패를 복구할 수 있다고 설명했다. 또 연구진은 해당 기술이 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 무인 시스템 자율도 8레벨 수준에 도달한 세계 최초의 자율 제품조립 기술이라고 전했다.

ETRI는 상용 시뮬레이터를 이용한 학습 데이터 자동 생성과 학습 모델 훈련을 지원하는 소프트웨어 도구, 소프트웨어 플랫폼도 개발했다. 사용자는 해당 플랫폼을 활용하면 학습된 지능과 기존 로봇 자동 제어 기술을 용도에 맞게 조합하고 구성하면서 원하는 제품의 자율 조립 시스템을 빠르게 구축할 수 있다.

이와 함께 연구진은 ETRI 융합기술연구생산센터 내 3D 프린터를 이용한 부품 제작, 제작된 부품의 자동 공급부터 완제품 조립까지 가능한 실환경 로봇 자율 제조 테스트베드를 구축해 기술 완성도를 제고하고 있다.

향후 ETRI 연구진은 비교적 단순한 형태와 적당한 크기의 기계제품 조립에 적용된 현재 성능 수준을 높여 작은 크기, 복잡한 형태의 제품이나 전선 연결 등 미세한 조작이 요구되는 제품까지 자율 조립이 가능하도록 기술을 고도화할 계획이다.