美 H2 클리퍼, 군집 로봇기술로 항공우주 제조 혁신

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美 H2 클리퍼, 군집 로봇기술로 항공우주 제조 혁신

로봇신문사 2025. 4. 14. 15:32

▲군집 로봇으로 이뤄지는 미래 항공우주 제조 시설을 시각화한 모습. (사진=H2 클리퍼)

미국 H2 클리퍼(H2C)가 특허받은 혁신적 군집 로봇(swarm robotics) 기술로 비행기 및 항공우주 제조업 혁신에 나섰다고 3일(현지시각) 발표했다.

H2C는 지속 가능한 수소 기반 인프라 및 운송 분야의 선두 주자로서 최근 비행기 및 항공우주 제조에서 자율 및 반자율 로봇 군집을 사용하는 회사의 혁신적인 접근 방식에 대해 미국 특허 번호 12,234,035를 부여받았다. 이 이정표는 H2C의 15번째 특허다.

새로 부여된 특허는 2023년 12월 26일에 부여된 H2C의 기초 로봇 특허(미국 특허 번호 11,851,214)의 연장이다. 특허명은 로봇공학을 이용한 비행선 제조 시스템, 방법 및 장치(System, method and apparatus for airship manufacture using robotics)다. 이 특허는 H2C의 독점 로봇 특허 범위를 확장해 대규모 항공 및 항공우주 제조를 명시적으로 포함한다.

항공우주 분야 생산에 군집 로봇 공학을 사용하면 제조 시간과 비용이 크게 절감되는 동시에 비교할 수 없는 정밀성과 24시간 연속 자율 생산이 가능하다.

▲리날도 브루토크 H2C 최고경영자(CEO·가운데)와 H2C 특허의 다른 두 공동 발명자인 로버트 셸톤(IP 및 파트너십 부사장·왼쪽)과 벨 에버맨의 마이크 에버만(오른쪽). (사진=H2 클리퍼)

리날도 브루토코 H2C 창업자이자 최고경영자(CEO)는 “이 특허 확보는 비행기 및 항공우주 제조의 진화에 있어 중요한 순간을 의미한다. 기존 조립 라인을 군집 로봇으로 대체함으로써 항공기와 대형 항공우주 자산을 더 빠르게, 훨씬 낮은 비용으로, 훨씬 더 정밀하게 제작할 수 있다.

현재 항공우주 생산 벤치마크를 기반으로 한 보수적인 추정에 따르면 이 접근 방식은 총 제조 비용을 40% 이상 절감하고 생산 기간을 최대 60%까지 단축하는 동시에 품질을 개선할 수 있다”고 말했다.

H2C의 새 특허 시스템은 협업적이고 자율적으로 작동하는 로봇 네트워크를 사용해 전례 없는 효율성과 상당히 작은 생산 시설 면적으로 대형 항공우주 구조물을 건설한다. 이 혁신에는 다음과 같은 내용이 포함된다.

▲자동화된 제조=로봇은 조정된 ‘군집’으로 작업해 기체를 조립하고, 외부 패널을 부착하고, 구조 및 내부 구성 요소를 설치한다. 또한 접합 및 조임 작업을 수행하고, 공정 내 품질 검사를 수행하며, 기타 복잡하고 고정밀 작업을 수행한다.

▲AI 기반 최적화=머신 러닝 및 생성 AI는 로봇 군집이 자체 수정하고, 제조 정밀도를 개선하고, 오류를 줄인다. 구축 일정을 최적화하도록 안내한다.

▲확장성 및 안전성=이 시스템은 내장 센서와 AI 기반 감독을 사용해 모든 작업을 안전하게 관리하고 충돌없는 작업을 보장하며 작업자가 위험한 높이에서 작업할 필요성을 없앤다. 고정된 조립 라인이나 갠트리가 필요없으므로 원격으로 제조과정을 감독하고 여러 위치에 걸쳐 확장할 수 있다.

▲로봇으로 고하중물 인양을 통합=주요 구성 요소를 재배치하고 정렬할 수 있는 자율 로봇을 사용해 수평 또는 수직으로 대규모 구조물을 완전히 그 자리에서 건설할 수 있다. 이러한 유연성은 인프라 요구 사항을 줄이고 안전성을 개선하는 동시에 다중 조립 방식을 지원한다.

기존 방식의 항공기 제작시에는 구축중인 작업물을 여러 단계를 거쳐 이동시켜야 했고 방대한 시설, 복잡한 일정 및 높은 물류 비용이 필요했다. 하지만 H2C의 방식을 사용해 비행기와 우주선을 그 자리에서 구축함으로서 비용이 많이 드는 이동을 제거하고 시간을 절약하며 조립 라인 인프라의 필요성을 줄였다.

H2C가 군집 로봇 공학에 집중하게 된 것은 ‘파이프라인 인더 스카이(Pipeline-in-the-Sky)’ 비행선을 건설하는 데 적합한 제조 방식을 추구하면서 비롯됐다. 하지만 이 회사는 곧 모든 비행기 및 항공우주선 제조시 직면한 여러 과제를 해결하는 데 이 새로운 방식을 적용할 수 있다는 것을 깨달았다.

이 회사는 이제 기존 특허의 연장선상에 있는 새 특허를 확보함에 따라 항공우주 엔지니어링, 로봇 공학, 인공지능(AI), 규제 문제 및 고급 제조 분야의 엄선된 업계 리더 그룹을 모아 다음 단계인 개발 및 시연을 안내할 계획이다.

이 전문가 팀은 항공기 제조업체에 대한 잠재적 라이선스를 지원하는 기술 로드맵을 형성하는 데 중요한 역할을 할 것이며, 항공우주 부문 전반에 걸쳐 군집 로보틱스 도입을 가속화하기 위한 더 광범위한 산업 컨소시엄을 위한 토대를 마련할 수 있다.

브루토코 CEO는 “이 특허는 항공우주 제조에 있어 게임 체인저의 순간을 나타낸다. 이는 조립 라인 자체의 발명만큼이나 중요한 변화다. 군집 로봇은 항공우주 제조사들에게 그 어느 때보다 더 스마트하고 빠르고 저렴한 항공기와 우주선 제작 능력을 제공해 항공의 새로운 시대와 비행의 미래를 열어준다”고 덧붙였다.

H2C는 2021년 다쏘 시스템의 권위있는 ‘3D 익스피리언스 랩’ 엑셀러레이터 프로그램 대상 기업에 선정됐으며, 지난해 다쏘는 H2C와 이 새로운 건설 방식을 위한 로봇 소프트웨어(SW)를 추가로 개발하기 위한 또 다른 3년 계약 체결에 합의했다.

H2C 지적재산권 담당 대리인은 존 C. 시리오 위더스 월드와이드의 보스턴 인텔렉추얼 프로퍼티앤 테크놀로지 그룹 파트너다. H2C는 화석 연료를 사용하지 않는 다양한 상업적, 인도적 용도의 장거리 글로벌 운송용 수소 동력 고속 비행선인 ‘파이프라인 인 더 스카이’를 개발했으며, 최종 사용자에게 ‘라스트마일’ 수소를 배급하는 새로운 H2C 세이프티 파이프도 개발했다.

이 회사는 지난 2008년부터 첨단 SW 시스템과 기체 및 액체 수소를 효율적으로 전달하기 위한 미드스트림 솔루션을 포함해 현대 비행선 설계의 핵심 지재권을 연구, 개발 및 특허받기 위해 상당한 전략적 투자를 해 왔다.

이재구 robot3@irobotnews.com