▲ [사진 = ㈜테솔로]

로봇의 상용화 바람이 매우 거세다. 국제로봇연맹의 발표에 따르면, 2019년 글로벌 전문 서비스 로봇시장의 규모는 전년 85억 달러에서 32% 증가한 112억 달러로 집계되었다. 우리나라 정부에서도 로봇산업을 미래 먹거리 산업으로 지정하고 다양한 정책을 펼쳐나가고 있다. 지난 5월 윤석열 정부에서 발표한 110대 과제 안에는 로봇산업이 반도체, 자율자동차 등의 분야와 함께 국내 산업을 이끌어갈 핵심산업으로 거론됐다. 이는 로봇과 인공지능이 단일 산업에 적용되기 보다는 전 산업에 공통적으로 적용되는 산업으로 육성해야할 필요성이 높다는 의미다. 로봇과 반도체 등 디지털 실현산업의 연계와 R&D강화 등을 추진하여 로봇 분야 세계 3대 강국으로 도약하겠다는 뜻을 내비쳤다.

이처럼 세계적으로 로봇 산업이 급부상하고 있는 가운데, 협동 로봇 및 일상로봇을 위한 ‘로봇 그리퍼’ 및 ‘모터컨트롤러’ 분야에서 혁신적인 기술력을 선보이고 있는 국내 중소기업 ‘㈜테솔로(대표 김영진)’가 업계 관계자들로부터 많은 주목을 받고 있다.

▲ [사진 = ㈜테솔로]

인간의 손과 매우 흡사한 기능의 3핑거 12자유도 그리퍼 ‘델토그리퍼’

사용의 용이성 및 효율성, 안정성에 있어서 최고 수준의 로봇 그리퍼

로봇에서 그리퍼는 사람의 손과 같다. 로봇의 활용성을 극대화 하는 ‘엔드 이펙터(End Effector)’의 역할을 하며, 잡기와 들기, 이동 등의 행위를 위한 장치로 다른 말로는 ‘팔 끝 툴링’이라고도 부른다. 협업 및 경량 산업용 로봇의 이점을 최대한 활용하도록 도와줌으로 사용의 용이성 및 효율성, 안정성을 결정짓는 로봇의 구조에서 가장 중요한 장치라고 볼 수 있다. 좋은 품질의 그리퍼가 가져야할 특성을 보면 다양한 모양과 크기의 물건을 잡을 수 있어야 하며, 작은 설치공간과 무게, 그리고 다양한 비정형 물체의 파지를 위한 강인함과 활용성이 필요하다. 또한 조작이 간편하고 다른 로봇과의 협동성도 좋아야 한다.

㈜테솔로는 지난달 코엑스에서 열린 ‘스마트테크 코리아(Smart Tech Korea)’에서 3핑거 12자유도 그리퍼 ‘델토 그리퍼(Delto Gripper)’를 선보였는데, 혁신적인 기능과 성능으로 현장을 찾은 업계 관계자들에게 폭발적인 관심을 받았다. 델토그리퍼는 하나의 그리퍼로 로봇의 활용 가치를 극대화 할 수 있으며, 자체 제작한 소프트웨어를 통해 빠르고 간편한 제어가 가능하다. 이는 앞서 언급한 좋은 품질의 그리퍼의 조건에 정확히 부합한다고 볼 수 있다. ㈜테솔로 김영진 대표는 “델토그리퍼는 파지 대상의 모양과 재질에 상관없이, 대부분의 비정형 물체를 유연하고 안정적으로 핸들링 할 수 있으며, 인간의 손과 매우 흡사한 기능의 3핑거 12자유도 그리퍼로 다양한 환경에서 쉽게 활용이 가능하여 광범위한 분야에서 사용할 수 있다”고 언급했다.

▲ [사진 = ㈜테솔로]

모듈 방식의 12개 관절, 블라인드 그라스핑 기술로 안정적이고 힘있는 파지 가능

700g의 가벼운 무게, 500Hz의 빠른 응답 속도 신속하고 안정적인 제어 가능

3지 12자유도 방식의 델토그래피는 관절 모듈형 구조로 설계 되어있다. 모든 관절이 모듈러 형식으로 되어 있으며, 한 손가락 당 4개의 모듈이 들어가 있다. 12개의 관절과 3개의 손끝에 가하는 힘의 적당한 분배를 통해 안정적인 파지가 가능한 블라인드 그라스핑 기술이 적용되었다.

12개의 관절에 탑재된 모터가 모두 개별적으로 통신을 하는 모듈러 방식이지만, 500Hz의 빠른 응답 속도로 완벽히 제어하기 때문에 관절의 자유도가 많음에도 불구하고 매우 빠른 응답시간과 안정적인 제어가 가능하다.

700g에 불과한 가벼운 중량도 큰 장점이다. 글로벌 제조업계는 생산성 향상과 인건비 절감, 그리고 작업자의 안전을 위해 협동로봇의 도입을 가속화하고 있다. 특히 협동로봇은 전통산업용 로봇 대비 적은 투자비용으로 훨씬 정밀한 작업이 가능한데, 그리퍼의 무게는 가볍다는 것은 전체 페이로드를 줄일 수 있는 의미이기 때문에 그 활용가치가 더욱 높아진다.

현재 유수의 글로벌 기업에서 출시한 그리퍼의 무게가 보통 1.3kg~2kg 정도이고, 소형 협동로봇이 일반적으로 3kg의 기반하중(페이로드)을 가지고 있는 것을 감안할 때, 델토그리퍼의 무게가 700g에 불과하다는 것은 협동로봇으로서 엄청난 이득인 셈이다. 델토그리퍼에는 자체 설계한 모터 컨트롤러를 탑재해 파지를 할 수 있는 최대 중량이 5kg에 이르며, 2개의 손가락을 사용해 들어 올릴 수 있는 무게도 1.5kg 정도이다.

또한 한국생산기술연구원에서 오랜 기간 연구한 우수한 기술을 기술이전 받아 상용화함으로써 복잡하고 어려운 기술의 안정성과 신뢰성을 초기 확보 할 수 있었다고 밝혔다.

▲ [사진 = ㈜테솔로]

어떤 환경에 투입되어도 빠르게 적응할 수 있는 ‘델토그리퍼’

비정형 물체의 파지는 물론 복합적이고 다양한 작업수행도 문제없어

델토그리퍼는 앞서 언급했듯이 자유도가 상당히 높다. 3지 12관절을 선택한 것도 더욱 다양한 분야에서 제품의 활용이 가능하게 하기 위함이다. 기존에는 로봇을 활용하기 위해서 환경을 로봇에 맞춰 구성했다. 때문에 비용과 시간, 기술적인 면에서 많은 제약이 따랐다. 하지만 델토그리퍼는 반대로 로봇을 환경에 맞춰서 자유자재로 응용하여 사용할 수 있기 때문에 환경에 대한 제약을 받지 않는다. 지난 스마트테크 전시회에서 선보인 델토그리퍼가 방문객들에게 많은 폭발적인 관심을 끌었던 이유도 여기에 있다.

델토그리퍼는 이와 같은 기술을 기반으로 다양한 작업에 활용을 할 수 있다. 모든 비정형 물체를 파지할 수 있으며, 바리스타, 명함전달, 서랍열기 등 다양한 동작이 가능하며, 실험실 및 산업현장에서도 다양한 용도로 활용이 가능하다. 또한 모든 관절에 대한 개별적인 제어가 가능하기에 복합적이고 다양한 작업수행도 가능하다. 두 손가락이 물건을 파지하고, 한 개의 손가락에 드라이버를 장착해서 나사를 조이는 등 툴 체인지를 통해 다양한 작업이 가능하다.

고집적 회로, 펌웨어도 직접 설계, 다양한 통신환경 구축

수많은 개발 노하우를 바탕으로 우수한 임베디드 시스템 확보

㈜테솔로는 ‘모터 콘트롤러’ 분야에서도 뛰어난 기술적 역량을 가지고 있다. 모터에 개별적으로 고정밀 전류를 전송하고 위치와 속도를 제어하는 우수한 기술을 가지고 있으며, 다관절모터 드라이버 개발을 위한 고집적 회로를 설계하고, 펌웨어도 직접 개발하였다. 이와 함께 최적의 아트웍 기술을 확보하는 등 우수한 임베디드 시스템을 보유하고 있다. 또한 효율적인 통신 프로토콜과 EtherCAT, EtherNET, CAN, CAN FD, RS-485 등 외부통신을 위한 RTOS 기반의 다양한 통신환경 기술을 확보했다.

㈜테솔로는 이러한 기술을 기반으로 그동안 다양한 제품을 개발에 성공하였으며, 상용화에 성공한 기술도 상당히 많다. ‘인간형 5지 로봇 핸드(20자유도) 모터 컨트롤러 및 통합 시스템’, ‘인간형 4지 로봇 핸드(16자유도) 모터 드라이버 및 FPCB 기반 모터 센싱부’, ‘6자유도 2족/4족 보행 로봇용 모터 드라이버 및 센서부’, ‘인간형 로봇 핸드(16자유도) 모터 드라이버 및 통합 시스템’, ‘산업용 다관절 로봇 그리퍼(18자유도) 모터 드라이버’, ‘3자유도 소프트 로봇용 모터 컨트롤러 개발(전류제어)’ 등의 개발에 성공하였으며, 학습용 스마트펜 ‘누보로제타’, 블루투스 기반의 ‘스마트라벨 시스템’, ‘골프 퍼터연습기’, 비대면 주문 및 선결제 멤버십 서비스인 ‘밀렛’ 등 수많은 제품의 상용화에 성공하였다.

▲ [사진 = ㈜테솔로]

전문가와 비전문가 모두 사용할 수 있는 로봇 시스템 구축

더욱 가치있는 로봇 만들기 위해 최선을 다할 것

㈜테솔로는 델토그리퍼를 기업부설연구소나 교육기관, 국책 연구소 같은 기관을 위한 전문가용 제품과 비전문가도 쉽게 사용할 수 있는 제품, 두 가지 모델로 제작했다. 전문가용 제품은 모든 모듈에 직접적인 명령을 내릴 수 있으며, 비전문가용은 로봇에 대한 제어지식을 잘 알지 못해도 간단한 명령과 조작으로 내부에서 알아서 제어할 수 있는 로직을 탑재했다. 김 대표는 “전문가와 비전문가 모두 사용할 수 있다는 것도 델토그리퍼의 큰 차별점으로 볼 수 있다. 아직 완전하게 열리지 않은 그리퍼 시장에서 연구기관이 가장 선도적인 역할을 하고 있다. 하지만 지난 스마트테크 전시회를 통해 일반/상업용 시장에서도 그리퍼에 대한 점점 다양한 니즈가 생겨나고 있다는 것을 확인했다”고 언급했다.

㈜테솔로는 앞으로 더욱 다양한 분야에 적극 활용하기 위해 제품의 고도화 및 다른 업체와의 협업을 이어나갈 계획이다. 김영진 대표는 마지막으로 “노동력 문제를 해결하고, 보다 가치 있는 일에 로봇이 투입될 수 있는 환경을 만들고 싶다. 힘들고 반복적인 노동집약적인 작업은 로봇이 책임지고 사람은 더욱 더 가치 있는 일을 할 수 있는 환경을 만드는 것이 우리의 궁극적인 목표다”고 언급했다.