포스텍, 고위험 산업현장 위한 원격 햅틱 장치 개발

 

 

포스텍 기계공학과·융합대학원 김기훈 교수, 박사과정 박재현 씨 연구팀은 산업현장의 작업자 안정과 효율 향상을 동시에 도울 수 있는 햅틱 장치를 개발했다. 이번 연구는 로보틱스 분야 국제 학술지인 ‘IEEE Transactions on Industrial Informatics’에 게재됐다.

 

공장과 제철소처럼 고위험 산업현장에도 자동화 바람이 불고 있다. 하지만 로봇 기술이 발전해도 사람 손길이 꼭 필요한 작업은 여전히 존재한다. 문제는 로봇을 조작하는 일이 생각보다 까다롭고, 작은 실수가 사고로 이어질 수 있다는 점이다.

 

이를 해결하기 위해 연구팀은 사용자가 로봇을 조작할 때 손끝 감각을 그대로 느낄 수 있는 햅틱(haptic) 장치를 두 가지 형태로 구현했다. ‘POstick-KF(Kinesthetic Feedback)’는 로봇이 무언가를 밀거나 당길 때 느끼는 힘의 변화를 사용자에게 그대로 전달해, 섬세하고 정밀한 조작이 가능하다. 반면, ‘POstick-VF(Visuo-tactile Feedback)’는 진동을 통한 촉각 피드백과 시각적인 피드백을 동시에 제공해 더 넓은 공간에서도 효율적으로 사용할 수 있다. 두 장치는 모두 실제 작업 도구 크기와 모양을 본떠 설계돼 초보자도 쉽게 적응할 수 있고, 현장 상황과 사용자 숙련도에 따라 선택적으로 활용할 수 있다.

 

시뮬레이션 실험에서도 이 장치들의 효과는 뚜렷하게 나타났다. 기존 햅틱 장치보다 목표 조작의 정확도가 높고, 장애물과의 충돌도 현저히 줄었다. 특히, POstick-VF는 사용 시간이 늘어날수록 사용자 숙련도가 눈에 띄게 향상되는 등 훈련 효과 측면에서도 우수한 성과를 보였다. 여기에 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 연동해 가상 공간에서 미리 실제 로봇 동작을 시뮬레이션할 수 있도록 했으며, 증강현실(AR) 기술까지 접목해 사용자의 몰입도와 집중도를 높인 점도 주목할 만하다.

 

김기훈 교수는 “사람의 손길이 필요한 작업을 로봇과 함께 더욱 안전하고 정밀하게 수행할 수 있도록 돕는 기술”이라며, “산업현장의 안전성을 강화하고 작업자의 부담을 줄이는 데 기여하기를 바란다”라고 했다.

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