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Nikkei X-TECH_2021.11.26

리얼 햅틱스 기술로 미장을 자동화
오바야시구미와 게이오대학, 원격 촉진으로 의료 분야로도 확산

물건을 만졌을 때의 역(力)촉각 데이터를 보존해, 언제 어디서나 동작을 재현할 수 있도록 하는 ‘리얼 햅틱스 기술’의 이활용이 진전되고 있다. 활용이 가속화되고 있는 배경에는 저출산 고령화에 의한 노동력 부족이나 코로나19 감염증으로 인한 이동 제한 등이 있다.

리얼 햅틱스 기술은 촉감을 수치화해 기록하거나 원격지에 전송해 재현할 수 있는 기술이다. 게이오대학 글로벌 리서치 인스티튜트의 오오니시(大西) 교수가 02년에 발명했다. 14년에는 게이오대학 햅틱스연구센터를 설립. 사회 구현을 목표로 공장이나 건설, 의료 등의 용도로 개발하고 있다.

게이오대학과 오바야시구미 등은 21년 3월부터 미장 작업에서의 손의 움직임과 힘, 역촉각을 재현할 수 있는 시스템을 개발했다. 모르타르를 흙손으로 벽에 바르는 작업(미장)을 재현할 수 있는 기술을 실현했다. 미장은 그 동안 숙련된 기능 노동자들이 수작업으로 마무리해 왔다.

한편으로 건설업계의 노동력 부족이 심각해지고 있는 것이 과제다. 젊은 기능자가 부족하지만 로봇을 이용한 자동화가 어려웠다. 로봇에게 힘의 조절을 전달하지 못했기 때문이다. 게이오대학과 오바야시구미는 기능자가 이동하지 않고도 원격으로 미장 작업할 수 있는 기술을 개발했다. “21년 7월에는 도쿄-오사카간 원격 전송 실증실험에 성공했다”(오바야시구미 기술본부기술연구소 우에다(上田) 씨).

구체적인 시스템의 흐름은 이렇다. 우선, 장인이 있는 마스터 측과 흙손을 실제로 움직이는 슬레이브 측을 원격으로 접속한다. 마스터 측에 설치한 모니터에, 슬레이브 측의 흙손이 움직이는 모습을 보여준다. 장인은 모니터 화면을 보면서 컨트롤러를 작동시켜 미장 작업을 진행한다. 슬레이브 측의 흙손은 컨트롤러의 동작에 대응해 움직이면서 힘 조절이나 흙손의 각도 등을 실시간으로 재현한다.

오바야시구미는 앞으로 리얼 햅틱스 기술과 이미지 인식 기술을 조합해, 많은 기능자가 필요한 빌딩의 내장 공사 등을 자동화하는 것을 목표한다.

-- 원격의료 촉각 제공 --
게이오대학의 오오니시 교수는 “리얼 햅틱스 기술은 앞으로 의료 분야로도 확산될 것이다”라고 말한다. 이미 게이오 대학과 홋카이도 대학은, 21년 3월부터 원격으로 촉진할 수 있는 기술 개발을 목표로 실증실험을 진행하고 있다. 개발 목적은 의료 격차의 해소다. “머지않아 홋카이도 산간 지역의 환자를 도쿄 도내에서 원격으로 촉진 할 수 있게 된다”(오오니시 교수).

의사가 환자를 직접 만지고 진단하는 촉진은 그 동안 원격 진단이나 정량화가 어려웠다. 얼마나 촉감이 딱딱한지 부드러운지 등의 정보를 바탕으로 의사들이 경험적으로 판단하는 경우가 많았기 때문이다.

리얼 햅틱스 기술을 사용하면, 환자에게 로봇이 닿았을 때의 역촉각 데이터를 기록해 장소와 시간을 가리지 않고 재현할 수 있기 때문에 원격 촉진이 가능해진다. 로봇만 있으면 의사가 없는 지역에서도 진단할 수 있게 된다. 또한 환자의 역촉각 데이터를 기록할 수 있기 때문에 젊은 의사들의 교육이나 데이터 축적에 활용할 수 있다.

실증실험에서는 우선, 도쿄 도내에 있는 환자를 로봇이 만지면서 힘 센서를 사용해 역촉각 데이터를 수집한다. 환부에 닿았을 때의 역촉각을 홋카이도에 있는 의사에게 전송한다. 의사는 그 데이터를 재현함으로써 진단한다.

이 기술은 현재 기술적으로는 실용화에 상당히 가까운 단계라고 한다. 그러나 문제는 의약품의료기기종합기구(PMDA)의 승인이다. “안전성 심사 등에서 시간이 걸리는 것을 생각하면 실용화는 7, 8년 더 기다려야 할지도 모른다”(오오니시 교수).

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