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Nikkei Robotics_2018.3 Global Watch (p34~35)

장착형 로봇 개발, 미 Roam Robotics
독자적인 공기압 액추에이터 개발

현재, 장착형 로봇(엑소스켈레톤)을 개발하는 회사는 전세계에서 60-70사 정도라고 한다. 군사용에서 시작하여 장애인용 시장을 거쳐 지금은 산업용, 소비자용 제품 개발이 주목을 받고 있다. 그 중에서 공기압 액추에이터 기술을 이용한 미국 Roam Robotics는 유니크한 존재라고 할 수 있다. Roam Robotics의 CEO, Tim Swift 씨에게 물었다.

Q: Roam Robotics는 공기압 액추에이터를 이용한 장착형 로봇을 개발 중인데, 현재는 어떤 단계에 있습니까?
“지금은 연구 단계에서 상용화를 위해 적절한 시장을 확정하려는 단계다. 나는 초기 엑소스켈레톤 개발 회사 중의 하나인 미국 Ekso Bionics의 창업 멤버로서 6년 가까이 근무했지만, 의료 시장에서의 마케팅에 많은 시간이 걸려 고생했다. 그때 미국 Otherlab에서 개발한 공기압 액추에이터식 로봇 팔을 만나게 되면서 일상생활 속에서 사람들을 도와주는 로봇을 만들고 싶다는 이전부터의 꿈을 실현할 수 있다는 가능성을 느꼈다. 중량 면이나 가격 면에서 많은 사람들이 구입할 수 있는 엑소스켈레톤을 말들 수 있지 않을까라는 생각을 하였다. Roam은 Otherlab에서 2017년 11월에 분리된 회사로, 12명의 사원이 있다”

Q: 공기압식 로봇 팔은 이미 엑소스켈레톤에 사용할 수 있는 수준에 있었습니까?
“아니다. 그 때의 수준은 천으로 다양한 모양의 공기실을 만들 수 있는 정도에 불과했다. 엑소스켈레톤에서 사용하기에는 충분히 빠르게 움직이는지, 공기밸브나 제어 등의 기능을 엑소스켈레톤의 크기에 담을 수 있는지 등 불명확한 점은 많았다. 3년의 시간을 들여 과학적 검토를 지속, 인체와 비교하여 5분의 1의 중량으로 2배의 파워를 제공할 수 있다는 것을 알았다. 그렇다면 이점이 있다고 전망하고 액추에이터나 그 제어 방법, 공기밸브 등 제로에서 새로운 로봇을 만들기 시작했다”

Q: 프로토타입을 보면 팔꿈치에 장착하는 장치로 보입니다만 실제로는 어떤 엑소스켈레톤인가요?
“지금은 개발 중이며 자세한 내용은 밝힐 수 없다. 프로토타입은 기능성을 보여주기 위해 만든 것이며 실제로는 다리에 장착할 엑소스켈레톤에 주목하고 있다. 즉, 사람들의 이동을 지원하거나 고령자가 5년전과 같은 신체 움직임을 되찾는 것을 도와주는데 큰 가치가 있다고 보고 있기 때문이다.

Q: 천으로 만들어진 공기실의 모양에 따라 움직이는 방향이 결정됩니까?
“그렇다. 천 소재 공기실이 액추에이터이며 그곳으로 공기를 주입하고 추출한다. 공기압식 액추에이터에서 주류인 McKibben형과는 다른 방식을 당사에서 독자적으로 개발하였다. 장착하는 발목, 무릎, 둔부 등 하지 관절은 힘도 움직임의 범위도 한정되어 있다. 별도로 배터리와 압축기도 장착한다. 미국 CDC(질병예방관리센터)에 따르면 미국에서는 무릎에 문제가 있는 인구가 7,000만명이나 된다. 그만큼 큰 시장이다.

Q: 유저가 어떻게 움직이려는지 의도를 인식하는 방법은 무엇입니까?
“엑소스켈레톤의 소프트웨어 태스크는 크게 3개다. ①유저가 무엇을 하려고 하는지를 감지하여, ②그것을 어떻게 서포트할 것인가를 계산하고, ③실제로 모터나 공기밸브를 가동시킨다. 후자의 2개는 로보틱스에서는 이미 해결책이 있다. 그러나 유저의 의도를 인식하는 것은 여전히 어려운 문제다. 당사는 군사 관련 연구를 채용한 독자적인 기술을 갖고 있다. 탑재 센서로 자세와 움직임을 감지하여 독자의 알고리즘으로 유저의 움직임을 추정한다. 좌우의 다리 중 어느 쪽을 뻗으려고 하는지, 일어서려고 하는지 등의 의도를 거의 실시간에 가까운 20ms로 인식하는 것을 목표하고 있다.

Q: 유저의 의도를 감지하기 위해 최근에는 뇌의 신경 활동이나 표면근전위를 판독하는 기술이 개발되고 있습니다. 그것과는 다른 것인가요?
“당사의 엑소스켈레톤은 가격을 내리고 싶기 때문에 뇌의 외과수술이 필요한 방법은 사용할 수 없다. 또한 표면근전위를 감시하는 센서는 불안정하고 정확성이 떨어진다. 모두 양산 제품에 어울리는 기술이라고는 생각할 수 없다.

Q: 공기실을 갖춘 장치는 모두 천 소재입니까? 출력대 중량비가 높은 것을 어필하고 있는데 그것은 천 소재이기 때문인가요? 그리고 특별한 소재를 개발했습니까?
“나일론과 단단한 막이 필요한 부분에는 사출성형 수지를 이용하고 있다. 전부 기존 소재로 모두 경량이다. 제조도 봉제와 사출성형이라는 가장 저가의 방법으로 실현할 수 있다. 금속제 기계장치와 같은 정밀함도 필요하지 않고, 사람 수준의 내성을 갖추고 있으며, 공기도 장치 안에서 분산되기 때문에 한곳에 압력이 집중되는 것도 피할 수 있는 등 당사의 시스템은 이점이 많다.

Q: 현재, 엑소스켈레톤에 대한 기대가 높습니다. 어떤 시장을 목표하고 있습니까?
“상세한 내용은 밝힐 수 없다. 당사의 코어 기술은 모든 분야에서 사람들의 장벽을 제거하는 것이 가능하다. 그러나 처음에는 단일 시장에 집중하여, 그곳에서 얻은 지식을 바탕으로 다른 시장으로도 확대하고 싶다. 당사의 엑소스켈레톤이 많은 사람들에게 보급되기를 원하기 때문에 시장의 규모는 중요하다. 소비자용, 레크리에이션용, 고령자용, 개호자용, 산업용 등을 생각할 수 있다. 그러나 하반신이 마비된 사람을 위해 자중(自重)을 지탱할 정도의 힘이 필요한 용도에는 사용할 수 없다.

Q: 최종적인 중량이나 가격은 어느 정도를 목표하고 있습니까? 또한 발매는 언제로 예정하고 있습니까?
“시장에 따라 제품의 응용 기술은 다를 것이다. 그러나 대략적으로 질량은 수kg, 가격은 수천 달러를 목표하고 있다. 많은 사람들이 구입할 수 없으면 의미가 없다고 생각한다. 발매는 18년말부터 19년초를 예정하고 있다. 로봇에 대해 오픈 마인드인 일본 시장에도 진출하고 싶다. 그를 위한 전략적인 파트너를 찾고 있는 중이다.

  -- 끝 --