일본산업뉴스요약

Start Up Innovation / Science
허리를 지켜라! 자유자재로 움직이는 로봇
파나소닉 자회사 ATOUN

-- 센서를 도입해 원활한 움직임 --
파나소닉의 자회사인 로봇개발업체 아토운(ATOUN, 나라 시)이 허리의 부담을 줄여주는 파워 어스시트 슈트 ‘모델Y’를 개발했다. 내장 센서가 몸의 움직임을 감지해 적절하게 지원. 화물을 들어올릴 때는 물론 내려놓을 때에도 보조해준다. 이 모델Y는 아토운이 대형 로봇 개발에서 키워온 조종기술을 범용 모델로서 응축한 것이다.

‘아훔(阿吘)의 호흡으로 움직이는 로봇’이란 의미를 담고 있는 아토운은 누구나 손쉽게 이용할 수 있는 로봇의 개발∙보급을 목표로 하고 있다. 아토운이 2018년 7월에 발매한 주력 모델인 ‘모델Y’은 그야말로 ‘아훔의 호흡’이라고 말할 수 있는 성능을 실현했다.

모델Y는 탄소 수지제의 프레임이 척추에서 내려와 허리의 양쪽으로 나뉘어진 형태이다. 프레임의 허리부분에 있는 플라스틱 바(Bar)가 양쪽 허벅지를 감싸는 밴드와 연결되어 있다. 배낭처럼 허리에 메어 착용한다. 착용 시 신체와의 사이에 공간이 있어 사람의 작업을 방해하지 않도록 설계되어있다.

허리를 구부리거나 펴는 동작을 할 때에는 프레임 내부의 각도센서가 플라스틱 바와 연결된 모터의 회전 및 방향을 통해 몸을 어떻게 지원할지를 판단한다. 착용자의 움직임을 파악해 모터가 양쪽 허벅지를 감싸고 있는 바를 당기거나 느슨하게 하는 시스템이다. 보조해주는 힘은 최대 10kg 정도이다.

-- 물건을 내릴 때에도 지원 --
본체는 4.5kg으로 풀 충전 시 4시간 작동된다. 화물을 내릴 때 구부린 자세를 보조하는 ‘브레이크’라고 하는 기능이 인기로, 농작업 등에 도움이 된다고 한다. 작업장에서 나와 걷거나 할 때에는 모터가 자동으로 꺼진다. 사람의 움직임에 정확하게 대응하는 기술이 강점이다.

파워 어시스트 슈트 분야에서는 사이버다인이 잘 알려져 있다. 사이버다인의 허리 보조 제품은 각도센서뿐만 아니라 뇌에서 근육으로 전달되는 미세한 전위(電位) 신호를 센서로 감지해 지원한다. 이에 반해 아토운의 제품은 기계적인 제어를 통해 지원한다.

아토운은 범용적 기기를 채택해 제품의 가격을 낮췄다. 현재는 1대에 70만엔 정도이지만, 양산을 통해 조만간 30~40만엔으로 낮출 방침이다.

아토운의 자유자재로 움직일 수 있는 로봇 기술 개발은 2009년에 개발을 시작한 인간형 로봇 ‘NIO’부터 본격화되었다. NIO는 높이 160cm, 폭 100cm, 전후 200cm로 이족 보행하면서 한 손에 50kg을 들어올릴 수 있다. 외관 상은 견고한 로봇이지만 그 움직임은 유연한 것이 특징이다. 빛을 이용해 금속의 변형을 감지하는 ‘역학센서’가 핸들과 사람의 다리가 놓이는 스탭에 좌우 하나씩 설치되어 있다. 사람이 어떻게 움직이고 싶은지를 스스로 판독해 20개의 모터가 적절하게 움직이도록 알고리즘이 짜여있다. NIO의 기본 기술은 모델Y에 응용되었다.

NIO도 조종자가 탑승해 시트 벨트를 착용하기만 하면 된다. 이용을 위한 특수 훈련은 없이 230kg의 거구를 자유자재로 움직일 수 있다. 현재 개발 중인 이동로봇 ‘KOMA’도 독특하다. 평지를 사륜으로 주행하고 높이에 차이가 있을 경우 이족으로 변신해 다리를 올리거나 내려 건넌다.

-- 상용화는 아직 소수에 불과 --
파워 어시스트 슈트 개발은 많은 기업들이 추진하고 있지만 상용화는 아직 소수에 불과하다. ‘NIO’와 ‘모델Y’ 개발은 젊은 기술자들의 아이디어가 크게 기여했다.

NIO의 소프트웨어 개발에는 상품개발부의 나카노(中野) 씨도 참가했다. 그는 홋카이도대학 대학원생으로서 로봇 개발을 연구하고 있었을 때 논문을 통해 아토운의 존재를 알게 되어 2013년에 입사했다. “로봇이 주역인 애니메이션 ‘패트레이버’ 같은 NIO에 반했다”. 현재 그는 다른 기업의 로봇 개발 지원과 대형 로봇 개발을 연구하고 있다.

‘모델Y’ 제작에 참여한 디자이너 모리가와(森川) 씨는 교토조형대학 재학 중에 인턴을 체험. 제품 제작에서 디자인을 중시하는 아토운의 방침에 공감해 그대로 입사했다. 손쉽게 몸에 부착하는 착용감, 강한 서포트를 느끼는 사용감을 중시하고 있다.

아토운은 파나소닉의 기술자였던 후지모토(藤本) 씨가 2003년, 사원 창업 제도를 통해 설립. 초기에는 로봇의 수탁 개발과 시작품 제작을 운영했고 2011년부터 자체적으로 파워 어시스트 슈트를 개발하기 시작했다.

‘모델Y’는 일본항공이 하네다(羽田) 및 나리타(成田) 공항에서 화물 하역 사원용으로 우선 20대를 도입, 각 공항으로 확대해나갈 계획이다. 도쿄올림픽과 패럴림픽에서는 스탭들이 경기장과 선수촌에서 이용할 예정이다.

모델Y는 이미 해외에서도 판매. 싱가포르 물류회사로의 납품 실적이 있다. ATOUN은 일본항공과 공동으로 팔의 움직임을 서포트 하는 신형기를 개발해 올해 안에 발표할 방침이다. 파워 어시스트 슈트 업계에서 아토운의 존재감이 높아질 전망이다.

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