이재명정부는 '대한민국 대도약 3대 메가 프로젝트'로 반도체, 피지컬 AI(Physical AI), 데이터센터를 선정했다. 반도체는 삼성전자와 SK하이닉스가 경쟁력을 확보하고 있지만 피지컬 AI는 LG전자와 현대자동차그룹이 출사표를 던진 상태다.

특히 피지컬 AI는 휴머노이드 로봇부터 시작해서 자율주행 자동차, 스마트 제조기술 등으로 확장이 가능한 기술이다. 실제 물리 세계에서 사물을 인지하고 이해하며 복잡한 행동을 수행할 수 있기 때문이다.

정부 차원에서 '한국형 AI 생태계'를 구축하기 위해서는 정부와 기업의 유기적인 협력이 요구된다. 인력을 대체할 로봇의 도입을 막을 규제를 철폐하고 활성화하기 위한 지원책이 필요하다. 

◇ 한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단의 임무 소개

한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단은 2010년 설립됐다. 국방 연구개발 제도개선, 국방 연구개발 과제화·연구지원, 군에 과학기술 지원 등의 임무를 수행하고 있다.

더불어 안보⸱재난안전기술단 소속 미래국방국가기술전략센터는 2022년 만들어졌다. '국방과학기술 혁신을 위한 국가 연구개발 투자전략 싱크탱크'로 비전을 설정했다.

주요 임무는 △과학기술정보통신부의 국방 연구개발(R&D) 투자정책 수립 지원 △국방적용 가능 민간 R&D 역량 발굴-과제 기획 △국방 R&D 민관군 협력 기반 마련 등이다.

이번에 소개할 기술은 AIᐧ로봇연구소 지능로봇연구단 황동현 책임연구원(donghyun@kist.re.kr)이 수행한 '촉각 지능 로봇 손 구동기 및 센서 기술'이다.

◇ 촉각 지능 로봇 손 구동기 및 센서 기술 개발... 물체의 비가시적 특성 파악 가능해야

▲ 촉각 지능 로봇 손 내장 액추에이터, 센서, 제어기 [출처=한국과학기술연구원]
연구 목표는 물체와 물리적 상호작용을 하며 물체의 비가시적 특성(예: 연성, 무게, 무게중심 위치 등)과 파지 및 조작 과정 중 변화하는 물체의 상태(예 : 미끄러짐 등)를 파악할 수 있는 로봇 손을 개발하는 것이다.

이를 구현하기 위해서는 모듈형 구동기, 촉감 센서, 역감 센서를 개발하고 성능을 검증해야 한다. 

비정형 특성의 미학습 물체를 파지하고 조작하는 작업을 수행하는 과정에서 로봇의 시각적 정보만을 바탕으로는 물체의 비가시적 특성과 물체 및 로봇 손 간 상호작용 상태를 파악하는 것이 불가능하다.

파지ᐧ조작 작업 성능 고도화에 한계를 노출하고 있어 이를 극복할 방안이 필요하다. 

▲ 물체 연성 적응 파지 및 무게 변화 감지 역량 [출처=한국과학기술연구원]

로봇 손의 촉각 구현을 위해 손가락 말단에 적용할 수 있는 촉감 센서, 손가락 관절에 내장할 수 있는 박형의 역감 센서, 인가된 외력을 측정할 수 있는 토크 측정 기능의 구동기를 개발해 로봇 손을 구성했다.

개발된 액추에이터 및 센서의 기능을 바탕으로 물체의 연성을 감지하는 방법 및 적응형 파지 전략, 물체의 무게 및 미소 무게 변화를 감지하는 방법 등을 개발하고 성능을 증명했다.

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