"로봇 팔, 환경변화 맞춰 제기능"…UNIST, 제어 알고리즘 개발

연구 그림 로봇 팔 제어 기술의 성능 검증 실험과 결과. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 산업용 로봇 팔이 갑자기 무거운 짐을 들었을 때 심한 진동이 발생하거나 오작동하는 문제를 해결할 수 있는 기술이 개발됐다.

울산과학기술원(UNIST)은 기계공학과 강상훈 교수팀이 급격한 부하 변동이나 외부 충격에도 로봇 팔이 잘 작동할 수 있게 하는 '적응형 PID(Proportional Integral Derivative) 제어 알고리즘'을 개발했다고 26일 밝혔다.

PID 제어기는 로봇 팔의 운동 신경을 담당하는 일종의 두뇌다. 로봇 팔이 원하는 궤적대로 움직이기 위해 모터로 보내야 하는 힘을 실시간으로 계산한다.

구조가 단순하고 명확해 현재 산업 현장 로봇 팔의 90% 이상이 이 방식을 사용한다.

그러나 이 방식은 처음에 설정된 값으로만 움직이기 때문에 로봇이 드는 물체의 무게가 갑자기 변하거나, 외부 물체와 접촉하면 오작동하거나 심한 진동이 생기기도 한다.

강 교수팀은 이런 문제를 해결하기 위해 로봇이 오차 정보를 이용해 실시간으로 제어 값을 스스로 조절할 수 있도록 하는 알고리즘을 만들었다.

이 기술의 가장 큰 장점은 하드웨어 교체 없이 소프트웨어 업데이트만으로 적용할 수 있다는 점이다. 이미 PID 제어기가 탑재된 로봇이라면 어디든 즉시 적용할 수 있다.

실제로 이 알고리즘이 적용된 관절 2개 로봇 팔은 실험에서 환경 변화에 맞춰 스스로 제어 값을 조절하고, 흔들림 없이 목표 궤적을 따라갔다.

강상훈 교수는 "작업 환경이 자주 바뀌는 스마트 팩토리, 사람의 미세한 힘 변화까지 감지해 반응해야 하는 재활 로봇, 휴머노이드 로봇 등 다양한 분야에서 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이런 연구 결과는 기계·로봇 공학 분야 국제 학술지 'IEEE/ASME 트랜잭션 온 메카트로닉스'에 지난 13일 실렸다.

yongtae@yna.co.kr

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