일본산업뉴스요약

소니 세미컨덕터 솔루션즈, '로봇 민주화' 지원
제어 소프트웨어나 센서 제공

소니 그룹 산하에서 CMOS 이미지 센서로 세계 점유율 1위를 자랑하는 소니 세미컨덕터 솔루션즈(Sony Semiconductor Solutions, SSS)가 협동 로봇의 보급을 위한 대응에 주력하고 있다.

2024년 9월, 대형 물류 사업자인 로지스티드(LOGISTEED, 전신은 히타치 물류)는 자사의 물류창고에 자율주행형 협동로봇(AMR) ‘AutonMate’를 도입해 가동하기 시작했다. 이 AMR은 로지스티드 산하의 로지스티드 솔루션즈(도쿄)와 SSS가 공동 개발했다. 창고 안에서 사람이 하는 피킹 작업을 보조하며 생산성의 향상과 노동력 절감을 실현하고 있다.

SSS는 이 로봇 전용으로 효율적인 개발과 도입, 운용을 실현하기 위한 제어 소프트웨어 ‘Robotics Package’를 제공했다. 구체적으로는 로봇의 자율주행에 필요한 내비게이션 기능과 자체 알고리즘을 통해 여러 대를 동시에 제어하는 무리(群) 제어 기능을 가진다. AutonMate는 Robotics Package를 최초로 채택한 사례가 되었다.

반도체가 주력인 SSS가 왜 로봇용 소프트웨어를 제공할까? SSS 시스템솔루션사업부 로보틱스시스템개발부의 쓰다카(津高) 부장은 “로봇 민주화에 공헌하기 위해서다”라고 말한다.

-- “로봇을 만드는 것은 즐겁다. 하지만……" --
실은 SSS는 지금으로부터 10년쯤 전에 미래의 핵심이 될 신규사업으로서 로봇에 주목했다. 그때까지 그룹 기업 내에 Linux 등을 제공하고 있던 연구개발팀이 로봇 관련 소프트웨어 개발을 추진해 왔다.

처음에는 자사에서 AMR의 완성품까지 개발하려고 했었다. 그런데 심각한 노동력 부족에 고민하는 물류창고 등에서도 AMR의 도입이 좀처럼 진행되지 못하고 있는 현상을 보고 방침을 변경했다.

“로봇을 만드는 것은 즐겁다. 하지만 물류업계에는 이미 수많은 전문업체가 존재한다. 정말로 로봇 도입을 통해 도움을 주고 싶다면 저비용으로 고품질 로봇을 만들 수 있는 벤더와 제휴하여, SSS는 철저하게 기술 제공에 주력하는 것이 좋겠다고 판단했다”(쓰다카 부장).

한편, 로지스티드 솔루션즈에서는 이전에 타사의 AMR을 시험적으로 평가했었다. “생산성이 높아지는 효과는 확인할 수 있었지만 도입 비용이 비교적 비쌌다. 게다가 창고의 레이아웃을 변경할 때마다 업체의 엔지니어가 와서 작업을 해야 해서 불필요하게 비용이 든다는 난점도 있었다”.

그래서 로지스티드 솔루션즈는 AMR의 자체 제작에 나섰고, 대학과 제휴해 개발을 시작했다. 그 때 SSS로부터 공동 개발을 하자는 제안이 있었다고 한다. AutonMate는 자동차 부품업체인 무사시정밀공업이 개발한 AMR 기체를 기반으로 SSS의 Robotics Package를 구현해 로지스티드 솔루션즈의 창고 오퍼레이션 시스템과 연계한다.

-- 생산성은 두 배로 향상 --
지바현 가시와시에 있는 로지스티드 동일본 가시와노하영업소에서는 면적 약 600평의 창고 안에서 16대의 AutonMate가 피킹 작업에 사용되고 있다. 사전에 준비한 디지털 지도와 AutonMate에 탑재된 센서를 통해 자기 위치를 추정하면서 목적 지점까지 최적의 경로를 도출해 자율주행하면서 선반에서 피킹한 상품을 운반한다.

기존에는 작업자가 피킹 리스트에 따라 대차를 밀면서 선반 사이를 이동하며 픽업했었다. 한편, AMR을 사용한 피킹에서는 AMR은 항상 작업자보다 앞서 픽업하는 장소에서 기다리고 있다. 작업자는 그 중에서 가장 효율이 좋은 위치를 지시에 따라 이동해 상품을 선반에서 픽업하여 지정된 바구니에 넣는다. 그런 다음 화면의 지시에 따라 다른 AMR이 기다리는 장소로 이동하여 동일한 작업을 한다.

작업자가 여러 AMR과 연계해 움직임으로써 동선을 최적화하고 작업자의 보행거리를 줄일 수 있다. 이를 통해 생산성이 2배로 높아진다고 한다.

상품의 출하 요구에 대해, 창고 오퍼레이션 시스템이 각각의 AMR에 작업을 할당한다. 그 정보를 바탕으로 경로 결정을 포함한 AMR의 배차 오퍼레이션과 작업자의 태스크 할당을 Robotics Package의 알고리즘이 최적화하고 있다.

Robotics Package의 무리 제어 기능을 통해 AMR은 정체가 일어나지 않는 최단 경로로 선반 사이를 이동한다. AMR뿐만이 아니라 작업자의 가동도 포함해 최적화하고 있는 점이 타사에 대한 우위성의 하나라고 한다.

게다가 AutonMate에서는, 창고 내의 지도 제작이나 파라미터 설정은 컨트롤러를 사용해 유저 자신이 할 수 있기 때문에 창고의 레이아웃 변경에 대응할 수 있거나 시뮬레이터로 사전에 도입 효과를 확인할 수 있는 메리트도 있다고 한다.

-- 차기 모델에 3D 센서를 제공 --
AutonMate는 기체 전면에 2D(2차원) LiDAR(레이저 레이더)와 스테레오 카메라를 탑재해 전방에 사람이 있거나 장애물이 있으면 그것을 감지해 피한다. 통로가 막혀 있는 경우는 경로를 다시 계산하여 우회한다.

2025년 8월에 새로운 물류창고에 도입할 예정인 AutonMate 차기 모델에는 SSS가 AMR용으로 개발한 3D 센싱 유닛을 탑재한다. dToF(direct Time of Flight) 센서 3개와 RGB 센서를 일체화한 유닛이다. 이 유닛으로 현행기가 탑재하고 있는 2D LiDAR와 스테레오 카메라를 치환함으로써 비용 다운을 도모한다.

3D 센싱 유닛의 탑재를 통해 거리 측정의 신뢰성을 향상할 수 있는 장점도 있다. 현재는 2차원으로만 주위를 보기 때문에 높이 방향에 있는 장애물이 보이지 않는다. 수평 방향 202도, 수직 방향 58도의 시야를 확보함으로써 강인성(robustness)이 높아진다고 한다.

SSS에서는 장기적으로 엣지 AI(인공지능) 센싱 플랫폼 ‘아이트리오스(AITRIOS)’를 로봇에 제공하는 것도 목표로 하고 있다. 예를 들면, 스마트 카메라의 엣지 인식 기능을 활용함으로써 사람이나 짐의 유무 등 현장의 상황을 가시화하여, 그 정보를 창고 오퍼레이션 시스템에 보내는 등의 사용법을 상정한다.

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