[공학저널 김하영 기자] 향후 제조 산업은 산업용 IoT 기반 스마트팩토리, AI와 결합된 생산관리·유지보수를 통한 원격제조공정 등이 활성화될 전망이다.
그간의 천편일률적인 산업용 로봇의 자동화 솔루션에서 벗어나 협동로봇과 같이 누구나 쉽게 사용할 수 있는 로봇을 기반으로 다품종변량생산 체제의 제조방식을 가지는 중소제조기업의 생산성을 높이는데 기여할 수 있도록 제조현장의 변화가 시작된 것이다.
특히 뉴노멀(New Normal)시대 비대면 주52시간 노동 하에서의 생산성 확보, 인구절벽 시대 노동력 보완과 중소제조기업의 신속하고 경제적인 자동화를 구현하기 위한 저가의 협동로봇 솔루션이 주목받고 있다.
많은 협동로봇이 등장하고 있지만 국산 기술로 개발된 ‘인디아이’는 로봇비전기술을 적용해 기존 로봇 대비 인식기능을 높였다는 점에서 차별화된 솔루션으로 이목을 집중시키고 있다.
인디아이는 단일 RGB 카메라에 딥러닝 기반의 인식기술을 접목시켜 상용화한 세계 최초의 협동로봇용 비전 솔루션으로 가격은 낮추고 조명 변화와 같은 외부환경에 강인한 인식 성능을 갖도록 했다.
이 기술은 협동로봇이 주로 사용되는 다품종 변량 생산라인에서의 물체인식, 위치추정, 검사에 특화됐을 뿐만 아니라 비전시스템의 캘리브레이션과 프로그래밍이 마법사 형태로 사용자에게 제공돼 시각지능이 필요한 공정에서도 협동로봇을 쉽게 사용할 수 있다는 장점을 갖는다.
또한 캘리브레이션은 방법과 절차에 따라 성능에 영향을 주는데 인디아이는 일반 사용자도 쉽게 사용할 수 있도록 절차적 방법을 제공하고 있다.
이뿐만 아니다. 인디아이는 약 60여종의 영상처리 모듈을 보유하고 있어 타 기술 대비 2배 이상의 인식 알고리즘을 제공한다는 점에서 눈여겨볼 만하다.
제공되는 모듈은 인식(feature descriptor, template matching, ResNet 등), 영역분할(Watershed, K-means, Mask R-CNN 등), 검사(Color, template, circularity 등), 자세 추정(Silhouette matching, PCA, Edge 등) 카테고리를 가지며 각 카테고리 별 다양한 영상처리 알고리즘이 제공된다.
특히 영상처리 모듈 중 딥러닝 모듈(Mask R-CNN, ResNet50 등)의 제공을 통해 공간과 조광의 제약 없이 다양한 작업 환경에서도 강건하게 물체를 인식할 수 있으며, 추론용 GPU 보드가 포함된 비전연산 제어기가 임베디드 로봇제어기와 통합돼 있는 것도 특징이다. 이와 함께 딥러닝추론 가속기 기술을 적용해 임베디드 GPU에서도 실시간 딥러닝 추론 연산이 가능하다.
이처럼 인디아이에 구현된 자동 캘리브레이션, 자동 데이터 획득 기능은 로봇과 비전 각각에 대한 비전문가도 로봇-비전 연동작업을 수월하게 한다는 점에서 강점으로 손꼽히고 있다.
이러한 인디아이를 개발한 ㈜뉴로메카는 중소제조기업 자동화의 핵심기술인 협동로봇을 개발하고 제조하는 벤처기업이다.
협동로봇의 성능과 원가는 핵심 기능인 직접교시와 충돌감지를 구현하는 방식에 따라 결정되는데, 뉴로메카의 협동로봇 ‘인디’에 인디아이가 통합돼 있는 인디의 프로페셔널 버전은 해외 경쟁제품에 비해 60% 정도 가격으로 책정돼 있다. 이는 인디의 매우 큰 경쟁력으로 작용한다.
인디의 경우 추가적인 하드웨어 센서의 도입 없이 고속으로 구동되는 로봇제어 알고리즘과 소프트웨어를 통해 협동로봇의 구현에 필요한 직접교시와 충돌감지를 구현한다.
특히 뉴로메카는 협동로봇의 제조에 필요한 핵심 부품인 실시간제어기, 실시간운영체제, 소프트웨어, 관절을 구동하기 위한 스마트액츄에이터, 딥러닝 기반의 비전센서 등을 자체 개발했기 때문에 낮은 가격의 고성능 협동로봇을 공급할 수 있었다.
로봇제어기·소프트웨어 전문기업으로 출발한 뉴로메카는 기술적 경쟁력과 성장 가능성을 기반으로 올해 7월 중소벤처기업부가 선정한 ‘2020 예비유니콘 특별 보증’ 기업에 선정되기도 했다.
뉴로메카 박종훈 대표이사(사진)는 “협동로봇이 적용되는 중소제조기업 공정은 다품종 변량생산인 경우가 빈번하다. 때문에 시편이나 공정이 변경될 때마나 시편을 정확하게 위치시킬 지그를 재설계하고 로봇을 재프로그래밍해야 하는 어려움이 있다”며 “뉴로메카의 인디는 비전센서인 ‘인디아이’가 통합돼 시편을 스스로 인식하고 그 위치를 정확하게 추종하는 기능을 가지고 있어 통상적인 머신비전으로 인식이 불가능한 시편들도 임베디드 딥러닝 알고리즘을 통해 효과적으로 인식할 수 있다”고 설명했다.
그는 이어 “사용자는 인디아이를 통해 다품종 변량생산 체제하에서 공정 재설계에 따르는 비용의 증가나 생산성의 하락 없이 자동화를 구현할 수 있다”며 “딥러닝 기반 비전센서가 통합된 인디는 협동로봇의 새로운 게임체인저가 될 것”이라고 덧붙였다.
향후 뉴로메카는 저가형 협동로봇 시장의 글로벌 탑티어를 목표로 13만여 국내 중소기업과 600만 해외 중소기업의 로봇 자동화의 진정한 동반자가 되기 위해 노력을 기울이고 있다.
박 대표는 “현장에서 요구하는 다양한 기능들이 통합된 쉬운 소프트웨어와 더 적극적인 기술 지원과 기술 전수를 통해 기술 장벽을 해소하고자 한다”며 “중소제조업계에 있어 협동로봇이 통상적인 산업용로봇과 다르다는 인식의 변화가 최근 빠르게 퍼지고 있음을 체감하고 있지만 국내 기업이 세계 시장에서 선두를 차지하려면 좀 더 적극적인 지원과 노력이 필요하지 않을까 싶다”고 전했다.
