인공지능의 넥스트 레벨 로봇

인간형 로봇 분야에서 활발한 휴머노이드 로봇 개발업체

Boston Dynamics 

주요 개발상품 : Atlas 로봇

Hanson Robotics 

주요 개발상품 : 

Sophia: 세계에서 가장 유명한 인간형 로봇 중 하나로, 인공지능(AI)을 이용해 대화, 표정, 자세 등을 구현하고, 전 세계에서 다양한 행사와 인터뷰 등에 참여하며 활동하고 있습니다.
Albert Einstein HUBO: AI 기술을 적용한 인간형 로봇으로, 알버트 아인슈타인의 얼굴과 모습을 모델링하여 만들어졌습니다. 전문 용어를 사용해 알버트 아인슈타인의 연설을 재현할 수 있으며, 다양한 연구와 교육 분야에서 활용될 것으로 기대됩니다.
Zeno: 어린이들과 대화할 수 있는 인간형 로봇으로, 높은 인지 능력과 매력적인 외모로 주목받고 있습니다. 감정 인식 기술을 적용해 아이들과 함께 놀이를 하며, 자연스러운 대화를 나눌 수 있습니다.

PAL Robotics

스페인에 본사를 두고 있는 로봇 제조업체로, 다양한 인간형 로봇 제품을 개발 및 생산하고 있습니다. PAL Robotics의 주요 제품군은 다음과 같습니다.

TIAGo: 자율 이동 기능을 갖춘 인간형 로봇으로, 연구 및 교육 분야에서 활용됩니다. 개발자가 쉽게 커스터마이징할 수 있는 모듈식 설계로 구성되어 있으며, 다양한 센서와 액추에이터를 탑재하고 있습니다.

REEM-C: 산업 현장에서 활용될 수 있는 인간형 로봇으로, 높은 정확도와 속도로 작업을 수행할 수 있습니다. 다양한 센서와 카메라, 그리고 강력한 액추에이터를 탑재하고 있으며, 실시간 이미지 인식 기능을 통해 환경을 인식할 수 있습니다.

StockBot: 매장에서 상품을 식별하고 재고를 관리하는 인간형 로봇입니다. RFID 기술을 활용해 상품을 식별하며, 실시간으로 재고 정보를 수집할 수 있습니다. 매장 직원의 업무 부담을 줄이고, 고객 서비스를 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

ARI: 음성 인식 기술과 감정 인식 기술을 적용한 인간형 로봇으로, 호텔, 병원, 박물관 등에서 사용될 수 있습니다. 다양한 언어를 지원하며, 실시간 대화와 음악 재생, 움직임 제어 등 다양한 기능을 수행할 수 있습니다.

인간형 로봇의 기본 구성은 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나눌 수 있습니다.

하드웨어 구성 요소로는 다리, 팔, 손, 몸통, 머리 등의 로봇 신체 부위가 있습니다. 이들 부위는 다양한 움직임과 동작을 수행하기 위한 구조와 관절로 구성됩니다. 로봇 신체 부위는 전기 모터, 센서, 장비,액추에이터 등으로 제어됩니다.

소프트웨어 구성 요소로는 인공지능(AI) 및 컴퓨터 비전 기술 등이 있습니다. 이들 기술은 로봇이 환경을 인식하고 이해하며, 상호작용을 수행하는 데 필요합니다. 인공지능 기술은 로봇이 학습하고 새로운 동작을 수행할 수 있도록 해줍니다. 컴퓨터 비전 기술은 로봇이 환경을 인식하고, 사람이나 다른 로봇과 상호작용할 수 있도록 해줍니다.

또한, 인간형 로봇은 전원 공급 장치, 통신 모듈, 제어 소프트웨어 등 다양한 보조 구성 요소를 포함합니다. 이러한 구성 요소들은 로봇이 적절한 전력 공급과 데이터 통신을 받을 수 있도록 해주며, 로봇이 안전하고 효율적으로 작동할 수 있도록 해줍니다.

 

컴퓨터는 로봇의 두뇌 역할을 합니다. 로봇이 작업을 수행하기 위해서는 컴퓨터가 로봇의 상태와 환경 정보를 수집하고 분석한 후, 그 결과에 따라 적절한 액추에이터를 제어하여 작업을 수행합니다.

센서는 로봇이 외부 환경과 상호작용할 수 있도록 도와주는 장치입니다. 센서는 로봇이 자신의 위치, 방향, 거리, 빛, 소리, 온도 등의 정보를 수집할 수 있게 합니다.

액추에이터는 로봇의 몸체를 움직이는 장치입니다. 로봇이 어떤 작업을 수행하기 위해서는 액추에이터를 이용하여 다리를 움직이거나 팔을 움직이는 등의 작업을 수행합니다.

로봇의 소프트웨어는 컴퓨터와 센서, 액추에이터를 제어하는 프로그램입니다. 로봇이 어떤 작업을 수행할지, 어떤 상황에서 어떤 동작을 취할지를 결정합니다.

이러한 로봇의 기초 요소들을 잘 조합하여 다양한 종류의 로봇을 만들 수 있습니다. 예를 들어 산업용 로봇은 대형 액추에이터를 사용하여 무거운 물체를 들거나 이동시키는 작업을 수행하고, 서비스 로봇은 소형 센서와 액추에이터를 사용하여 사람들에게 도움을 제공합니다.

 

감속기는 회전 운동을 하는 기계나 장치에서 속도를 감속시켜 토크를 증가시키는 기계 요소입니다. 감속기는 일반적으로 회전 운동을 하는 축과 축에 설치된 기어로 구성됩니다.

감속기는 회전 운동의 속도를 감속시키면서, 동시에 출력 토크를 증가시킵니다. 이는 기계나 장치에서 필요한 회전 운동을 수행하기 위해 필요한 토크를 확보하는 데 도움을 줍니다. 예를 들어, 자동차의 변속기나 기계설비의 모터 등에서 감속기는 동력 전달을 위한 토크 변환 장치로 사용됩니다.

감속기는 다양한 종류가 있으며, 대표적으로 플래닝어헤드, 헬리컬기어, 웜기어, 피니언기어, 벨트감속기, 체인감속기 등이 있습니다. 각각의 감속기는 회전 운동을 감속시키는 방법이나 구조가 서로 다릅니다. 로봇에서도 감속기는 매우 중요한 부품 중 하나입니다. 로봇은 다양한 움직임을 수행하고, 이를 위해서는 다양한 속도와 토크가 필요합니다. 따라서, 로봇에 적절한 감속기를 사용하여 움직임을 조절하는 것이 중요합니다.

로봇에서 사용되는 감속기에는 플래닝어헤드, 헬리컬기어, 웜기어, 하모닉기어, 피니언기어 등이 있습니다. 이 중에서도 하모닉기어는 로봇에서 매우 많이 사용됩니다. 하모닉기어는 구조가 단순하고, 정밀한 속도 및 위치 제어가 가능하며, 적은 백래시(Backlash)를 가지기 때문입니다. 백래시란, 감속기에서 전달되는 움직임과 실제 움직임의 차이를 말하며, 작을수록 정밀한 제어가 가능합니다.

로봇에서 감속기의 역할은, 모터의 회전 속도를 로봇의 움직임에 맞게 감속시키고, 출력 토크를 증가시켜서 로봇이 움직임을 수행할 때 필요한 힘을 제공하는 것입니다. 감속기의 선택은 로봇의 용도와 움직임에 따라 다르며, 적절한 감속기를 선택하여 로봇의 움직임을 조절하는 것이 중요합니다.

 

로봇 배터리는 로봇이 움직이는 데 필요한 전기 에너지를 저장하고 공급하는 장치입니다. 로봇 배터리는 로봇의 크기와 용도, 그리고 사용 시간에 따라 다양한 종류와 용량이 있습니다.

로봇 배터리는 일반적으로 리튬 이온(Li-ion) 배터리나 니켈-수소(Ni-MH) 배터리가 사용됩니다. 리튬 이온 배터리는 용량이 크고, 가벼우며, 재충전이 가능하다는 장점이 있습니다. 니켈-수소 배터리는 리튬 이온 배터리보다 상대적으로 용량이 적고, 무게가 무거우며, 충전 시간도 오래 걸리는 단점이 있지만, 더욱 안전하다는 장점이 있습니다.

로봇 배터리의 용량은 로봇의 사용 시간을 결정합니다. 로봇이 사용되는 시간이 길어질수록, 배터리 용량이 커야 하며, 반대로 사용 시간이 짧다면 배터리 용량도 작아도 무방합니다. 로봇 배터리의 수명은 배터리의 종류와 용량, 그리고 사용 환경에 따라 다르며, 적절한 사용 및 관리가 필요합니다. 배터리를 오래 사용하면 그만큼 배터리 용량이 줄어들게 되므로, 정기적인 교체나 유지보수가 필요합니다.

로봇 배터리의 안전도 매우 중요합니다. 배터리는 전기 에너지를 저장하고 공급하기 때문에, 불량한 배터리를 사용하거나 적절한 관리를 하지 않으면, 화재나 폭발 등의 사고가 발생할 수 있습니다. 따라서, 로봇 배터리는 안전한 곳에 보관하고, 적절한 방식으로 충전 및 방전하며, 배터리 상태를 주기적으로 체크하여 안전한 사용이 이루어지도록 해야 합니다.

 

주요 로봇 선두 대학교

1. 미국 MIT (Massachusetts Institute of Technology) : 6족 보행로봇 / 영구달기지용 범용부품개발, 4족 드리블봇 개발 
2. 미국 스탠포드 대학교 (Stanford University)
3. 미국 캘리포니아 대학교 UCLA : 데니스 홍 기계항공 공학과 교수의 로봇연구 
4. 일본 도쿄 대학교 (The University of Tokyo) : 사람 피부세포로 만든 로봇 손가락 개발
5. 스위스 연방공과대학교 (ETH Zurich) 

ANYmal: 무인으로 움직이며 인공지능 기술을 사용하여 다양한 작업을 수행할 수 있는 로봇입니다. 농업, 건설, 군사 등 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다.

Roboy: 인간과 유사한 골격형태를 가지고 있으며, 다양한 인공지능 기술을 적용하여 사람들과 상호작용할 수 있습니다. 의료, 교육, 엔터테인먼트 등 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다.

Ascento: 네 발로 걷는 것처럼 움직일 수 있는 로봇으로, 지형이나 장애물을 자유롭게 넘어갈 수 있습니다. 구조물 검사, 구조물 유지보수 등 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다. 어센토 프로는 자전거 스타일의 바퀴가 장착된 관절식 다리가 있으며 걔단등의 장애물을 극복할 수 있습니다. 도약을 통해 계단을 오르내일 수 있으며 라이다 센서를 조합한 완전자율주행 모드 탑재. 오토셀프 충전기능이 있어 스스로 충전을 할 수 있습니다. 현재 배달 기능에 특화된 로봇으로 발전할 가능성이 높습니다. 

6. 독일 튀빙엔 대학교 (Technical University of Munich) :  세계 최초 로봇공학 학위 프로그램 개설. 텍스터 로봇으로 임상 수술에 성공