20kg 거뜬히 들고 위빙용접까지..두산로보틱스 차세대 협동로봇

피지컬AI 국책과제 2건 선정..약 1000억 규모
보안 걱정없는 '자체판단 로봇' 2031년 상용화
양팔 휴머노이드, 20kg까지 옮기는 협동로봇
용접 숙련공 준하는 로봇, 두산에너빌서 실증
"숙련공 암묵지 재현해 제조업 새 경쟁력으로"

[파이낸셜뉴스]스스로 최대 20kg의 사물을 들어 옮기고, 토치를 좌우로 흔들며 용접을 하는 로봇. 두산로보틱스가 개발하는 '한국형 피지컬 인공지능(AI) 협동로봇 통합 플랫폼'의 모습이다. 약 1000억원의 연구·개발비를 지원받는 국책과제로 개발 속도를 높인다.

두산로보틱스는 6일 산업통상부와 한국산업기술기획평가원 공동주관 K온디바이스 AI 반도체와 로봇산업 기술개발사업에 제안한 차세대 협동로봇과 지능형 용접솔루션 과제가 국책과제로 선정됐다고 밝혔다. 각각 54개월과 45개월 간 진행되며 총 연구개발비는 989억원이다.

우선 차세대 협동로봇은 외부 PC나 클라우드 없이 인지·판단·제어할 수 있도록 하는 것이 관건이다. 로봇이 현장에서 입력되는 카메라와 촉각, 토크, 음성 등 정보를 바탕으로 즉각 판단해 작업할 수 있게 하는 것이다. 데이터 유출 우려가 큰 원자력발전소와 방위산업, 바이오 등에서 로봇을 사용하는 데 필수적인 조건이다. 이를 가능케 하기 위해 국산 AI 시스템반도체(SoC)에 AI 연산 전용장치(NPU)와 실시간 통신·제어 기능을 담는다는 계획이다.

자체 판단 가능 로봇은 양팔 작업과 전방향 이동이 가능한 산업용 휴머노이드, 들어 옮길 수 있는 무게인 가반하중 기준 5·10·20kg 협동로봇 3종이다. 2곳 이상의 현장에서 중단 없이 72시간 동안 실증하고 국제 안전인증까지 취득해 2031년에는 상용화한다는 계획이다. 2031년부터는 원전과 방산 등 보안이 민감한 산업현장도 자동화될 수 있는 것이다.

두산에너빌리티는 벌써 원전 기자재 제조에 두산로보틱스의 로봇 용접 적용을 시도한다. 협동로봇에 AI와 디지털 트윈을 결합해 숙련공에 준하는 동작을 만드는 지능형 용접솔루션을 개발 중인데, 두산에너빌리티 원자력센터에서 실증을 진행할 예정이다. 원전 기자재 제조 공정의 가접과 예열, 용접 작업에 적용하고 품질 인증을 확보할 계획이다.

지능형 용접은 로봇이 카메라로 용접 대상을 인식해 위치를 보정하고 숙련공의 동작을 모방해 용접 경로와 위빙 동작을 자동으로 만드는 것이 관건이다. 위빙은 용접 토치를 좌우로 흔들어 용접 폭과 품질을 고르게 만드는 고난도 기법이다. 용접 경로는 숙련공과 95% 이상 일치시키고 오차도 국가공인시험기관 기준인 3mm 이내로 만드는 것이 목표다. 5층 이상 다층 용접 자동화까지 기대하고 있다.

박인원 두산로보틱스 사장은 "제조현장의 인력난과 숙련인력 고령화는 자동화 설비를 늘리는 것만으로 해결되지 않는 구조적 문제"라며 "온디바이스 AI 반도체와 자체 협동로봇 플랫폼을 결합해 숙련공의 암묵지까지 재현해서 한국 제조업의 새로운 경쟁력으로 만들어갈 것"이라고 말했다.

[email protected] 김윤호 기자