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로보틱스

로봇이 가져올 라이프스타일 혁신

‘휴머니티를 향한 진보(Progress for Humanity)’. 현대자동차그룹의 가장 큰 가치는 ‘사람 중심’입니다.
현대자동차그룹이 로봇 연구 개발에 공을 들이는 이유입니다.
로봇이 정밀하게 진화할수록, 사람은 더욱 안전하고 편리한 삶을 영위할 수 있기 때문입니다.
로보틱스 분야는 현대자동차그룹의 미래 성장동력인 5대 신사업 중 하나입니다. 웨어러블 로봇과 서비스 로봇, 마이크로 모빌리티 등 3대 로봇 분야는, 고도화된 기술과 기술 소외에 대한 우려가 공존하는 4차 산업혁명 시대와 노령화 사회의 해답입니다.

TECHNOLOGY현대자동차그룹 차세대 로봇 기술 알아보기

웨어러블 로봇 기술은 사람 신체의 한계를 극복할 수 있도록 돕고, 서비스 로봇은 사람과 상호작용하고 교감하며 미래 라이프스타일에 혁신적인 변화를 가져올 것입니다. 또, 모빌리티 기술은 자동차에만 국한되었던 이동성의 개념을 새롭게 정의할 것입니다. 산업과 일상의 크고 작은 분야에서 활약하며 더 인간적인 세상을 만들어가고 있는 현대자동차그룹 로봇 기술. 그 혁혁한 성과를 소개합니다.

KEY TECH1. 웨어러블 로봇

사람과 한 몸처럼 움직이며 물리적 한계를 넘다

웨어러블 로봇(Wearable Robot)은 사람과 한 몸이 되어 신체의 한계를 보완해줍니다. 하반신 마비 환자처럼 이동 약자가 건강한 사람처럼 자유롭게 걸을 수 있도록 도와주는 의료용 웨어러블 로봇 MEX, 단순 작업이 반복돼 근육 및 관절에 장시간 부담이 가해지는 제조 공정에서 부상의 위험을 줄여주는 산업용 웨어러블 로봇 CEX와 VEX가 바로 그것입니다. 이중 CEX와 MEX는 북미 공장 등에서 시범 적용을 완료하고 판매 예정에 있는데, 자동화로 대체되는 현장에서 근로자를 소외시키지 않으면서, 사람의 노동력과 로봇의 편리함이 공존하는 스마트 팩토리를 만드는 데 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다.

의자형 웨어러블 로봇
CEX: Chairless EXoskeleton

  • 1.6kg 경량형
  • 최대 150kg 지지 가능
  • 55∙70∙85˚ 등 세 가지 착좌각 지원
  • 낮은 자세를 요구하는 작업 시 허리, 대퇴부 피로도 저감(하반신 근육 활성도 최대 40% 저감)
  • 2018년 현대∙기아차 북미공장 시범 적용 모델

산업 현장 적용을 목적으로 개발된 첫 번째 웨어러블 로봇으로, 의자 형태로 만들어져 장시간 앉은 자세를 유지하는 작업자의 무릎 관절을 보호합니다. 1.6kg의 경량형 모델임에도 150kg의 체중까지 지탱하는 튼튼한 내구성을 지니고 있으며 허벅지, 무릎 벨트를 활용해 착용법 또한 간편합니다. 사용자의 신장 및 착좌각에 따라 길이와 각도 조절이 가능하며, ‘엔지니어링 플라스틱’ 소재를 사용해 휴대성이 우수한 것도 CEX의 특징입니다.

현대자동차그룹은 2018년 9월 현대∙기아차 북미공장에 CEX를 시범 적용했습니다. 실제로 사용자의 허리 및 하반신 근육 활성도를 줄여줘 부상 위험을 줄일 수 있는 것은 물론 작업 효율성이 대폭 향상되는 효과가 있는 것으로 나타났습니다.

상반신 보조 웨어러블 로봇  
VEX: Vest EXoskeleton

  • 2.5kg (경쟁사 대비 42% 가벼운 무게)
  • 최대 5.5kgf 까지 근력 보조 (상반신 근육 활성도 최대 30% 저감)
  • 착용자의 체형 및 근력에 따라 길이 18cm, 강도 6단계, 3가지 각도 조절 가능
  • 인체의 어깨관절을 모사한 다축 (Polycentric axis) 궤적 구조와 멀티 링크 구조 근력보상장치 적용
  • 2019년 현대로템을 통해 양산 시작

CEX가 하반신을 지지한다면, VEX는 상반신을 보조하는 웨어러블 로봇입니다. 구명조끼 처럼 간편하게 착용하면 몸을 뒤로 젖힌 채 팔을 들고 일해야 하는 작업자의 힘을 보조해주며, 목과 어깨에도 무리가 가지 않도록 돕습니다. VEX에는 어깨 관절 부위를 4개의 링크로 모사한 ‘다축(Polycentric Axis) 궤적 구조’와 ‘멀티 링크 방식의 근력보상장치’가 적용돼 있습니다. 덕분에 사람의 어깨 관절과 동일한 궤적을 그릴 수 있어 움직임이 부드럽고 자연스러우며, 내구성도 높습니다.

VEX를 착용하고 작업자가 공구와 함께 팔을 올리면 최대 6kg 가량의 힘을 더해줘 근골격계 질환 예방은 물론, 작업 효율성도 높일 수 있습니다. 최근 모델은 첫 모델보다 목 받침 구조물이 매끄럽게 개선 되었으며, 돌출부를 최소화해 안전성도 좋아졌습니다.

의료용 웨어러블 로봇  
MEX: Medical EXoskeleton

  • 하반신 마비 환자의 보행 지원
  • 앉기∙서기∙걷기∙계단 오르기∙계단 내리기 지원
  • 미국 FDA, 한국 MFDS 의료기기 인증 취득 진행 (’21)

2020년 1월 공개된 현대자동차그룹 브랜드 캠페인 영상 중 국가대표 박준범 선수와 함께 등장해 화제를 모은 의료용 웨어러블 로봇으로, 하반신 마비 환자의 이동을 지원합니다.

MEX의 발판 위에 올라서서 부착된 벨트로 발과 다리, 허리를 고정한 뒤 한 쌍의 클러치(지팡이)로 상반신을 지지합니다. 그다음 클러치의 버튼을 누르면 실제 사람이 걷는 것처럼 앞으로 나아갈 수 있습니다. 착용자가 위에 올라서는 구조이기 때문에 체감 무게는 거의 없는 게 특징입니다. 산업용 보조로봇이 아닌 의료기기로 분류되는 만큼, 현대자동차그룹은 MEX의 실제 적용을 위해 국내 식품의약품안전처와 미국 식품의약국(FDA) 인증을 준비하고 있습니다.

2. 서비스 로봇

고객 응대부터 배송까지 척척

로봇은 단순히 사람이 직접 하기 힘들거나 위험한 일을 대신하는 존재에서 AI 기술을 통해 인간과 교감하는 형태로 점차 진화하고 있습니다. 현대자동차그룹은 무진동 차량처럼 정숙하고 안정적인 움직임을 구현하면서도 정보 제공∙안내∙배송 등 비대면 접점 역할을 수행하고 더 나아가 사람과 소통할 수 있는 차별화된 서비스 로봇을 개발하고 있습니다.

호텔 배송 로봇
H2D2: Hyundai Hotel Delivery Droid

  • 고객이 요청한 룸서비스 지원
  • 인간, 사물 등 주변 환경을 인지해 충돌 위험시 정지 및 목표 지점까지 배송 수행
  • 승강기와의 통신 연동을 통한 층간 이동 가능
  • 호텔과 조화로운 디자인 콘셉트
  • 태블릿 앱으로 손쉽게 모니터링

실내 이동에 특화된 호텔 배송 서비스 로봇으로, 이동 시 모든 돌발 상황을 인지하고 극복하며 배송 업무를 수행합니다. 룸서비스 주문이 들어오면 호텔 직원이 로봇 본체에 장착된 터치 디스플레이로 객실 번호와 인증 코드 등을 입력한 뒤 배송할 물품을 넣어주면 로봇 스스로 엘리베이터를 타고 목적지인 객실로 이동합니다. H2D2는 IoT 기술로 호텔 내 각종 설비와 정보를 주고받고 제어할 수 있기 때문에, 승강기를 통한 층간 이동도 가능합니다. 현대자동차그룹은 2019년 롤링힐스에서 H2D2 시범 운영을 마친 후 플랫 폼의 성능 개선과 제공 서비스의 세분화를 위해 관련 부문과 협의를 진행 중입니다.

영업 거점 서비스 로봇
DAL-e: Drive you, Assist you, Link with you – experience

  • 영업 거점 내에서 인사∙차량 설명∙직원 호출 등 기능 수행
  • 4WS(Wheel Steering)타입, Holonomic Motion
  • 허리/목 모션으로 고객과 인터랙션
  • AI 기술 기반의 비전∙음성 시스템 탑재

고객을 직접 응대하고 안내하는 영업 거점 서비스 로봇으로, 2019년 6월 현대모터스튜디오 서울에서 시범 운영을 실시했습니다. H2D2가 출발지와 목적지 두 지점을 단순히 이동하는 것에 집중했다면, 달이(DAL-e)는 보다 복잡한 소프트웨어를 탑재해 목표 지점까지의 경로 중 갑자기 나타난 장애물을 회피하고, 새로운 경로를 계산해 움직일 수 있습니다. 달이의 가장 큰 특징은 AI 딥러닝 방식으로 사람의 다양한 얼굴 형태와 표정을 담은 데이터베이스를 학습해 고객의 감정 변화를 읽을 수 있다는 것입니다. 언어적 요소뿐만 아니라 제스처, 자세, 표정, 눈 맞춤, 억양, 목소리 등 비언어적 요소를 통해서도 소통이 가능합니다. 매장 내 많은 소음과 음성 사이에 자신이 안내할 사람의 음성만을 선별해 응답하는 것은 물론, 방문객과 직원의 얼굴을 구분하고, 간단한 대화 및 상호작용이 가능하도록 설계되었습니다.

전기차 자동충전 로봇
ACR: Automatic Charging Robot

  • 자율 주차 연계 자동 충전 로봇
  • Deep learning 기반의 충전구 인식∙좌표 도출
  • 매니퓰레이션 위치∙컴플라이언스 제어
  • 비전∙로봇∙차량을 통합하는 관제 시스템 탑재

전기차 충전장치 옆에 설치할 수 있도록 개발된 팔 형태의 자동충전 로봇입니다. 전기차를 충전기 앞에 세우면 로봇 팔이 자동으로 전기차에 커넥터를 삽입하고, 급속 충전하는 방식입니다. 현재 이같은 작동을 구현할 수 있는 영상인식 및 제어 소프트웨어는 개발 완료된 상태. 2021년부터 현장에서 시범 운행될 예정입니다.

현대자동차그룹은 이와 더불어 자율주행차와 통신으로 연동하여, 자율주행차가 충전기 앞에 정차한 뒤 충전을 완료하면, 자율주행차가 다시 그 정보를 받아 주차장으로 스스로 이동하는 연구도 진행하고 있습니다. 친환경차 그리고 완전 자율주행차가 도래하는 시대, 현대자동차그룹 전기차 자동충전 로봇을 통해 충전의 편의성과 효율을 대폭 향상할 수 있을 것으로 기대됩니다.

3. 모빌리티

라스트 마일 모빌리티∙물류 배송로봇

현대자동차그룹은 웨어러블 로봇이나 각종 서비스 로봇 외에도 빌트인 타입 스쿠터나 배송 로봇 등 모빌리티 관련 연구 개발도 진행하고 있습니다. 이중 라스트마일 모빌리티인 ‘E-Scooter’는 곧 양산 예정이며, 차세대 이동 콘셉트 모델을 개발하는 등 다방면으로 노력을 기울이고 있습니다.

차량 연계형 라스트 마일 모빌리티
E-Board

  • 약 8kg 이내 경량형
  • 10.5Ah 리튬이온 배터리 탑재
  • 1회 충전 시 약 20km 주행 가능
  • 최고 속도 20km/h
  • 후륜 구동방식

현대자동차그룹이 2017년 CES에서 초소형 라스트 마일 모빌리티 콘셉트인 ‘아이오닉 스쿠터’ 이후 2019년 두 번째로 선보인 자동차 빌트인 모델입니다. 목적지 도착 후 단거리 이동이 필요할 때 편리한 이동수단으로, 무게가 가볍고 3단으로 콤팩트하게 접혀 휴대 시 부담이 적습니다. 또 별도의 콘센트 연결 필요 없이 차량의 운행 과정에서 발생하는 전기에너지를 활용 가능해 충전 또한 간편합니다. E-Board는 상용화 후 차량 진입이 불가한 도심의 좁은 길 이동이나 레저 활동 등 고객의 다양한 니즈를 충족시킬 수 있을 것으로 기대됩니다.

자율주행 물류 배송로봇
따르고

  • 695.5✕940.2✕1244(mm)
  • 최고 이동속도 1.2m/s
  • 최대 적재중량 100kg
  • 1회 충전 시 작동시간 8H
  • 배터리 교환 및 포트 충전 방식

가정과 사무실 등에서 택배나 우편물을 알아서 배송해주는 로봇이 있다면 어떨까요? 주문한 물품을 원하는 시간에 받아볼 수 있는 데다 무거운 짐을 사람이 직접 나르지 않아도 되어 무척 편리할 것입니다. 현대자동차그룹은 자율주행 로봇 전문업체와 손잡고 생활 밀착형 자율주행 배송로봇 개발에 나섰습니다. 해당 로봇은 60~100kg 중량의 상품을 적재할 수 있으며, 택배 등 물류 배송은 물론 사내에서 각종 음료 배달 업무도 수행 가능합니다. 2021년 현대글로비스 신사옥에 시범 예정이며, 현대자동차그룹은 향후 물류센터나 도심 내 아파트에도 자율주행 배송로봇 적용을 검토하고 있습니다.

스마트주차 시스템 & 주차로봇

  • 주차장 내 유휴 주차 공간 확인 및 차량 픽업 소요 시간 단축
  • 스마트 주차예약을 비롯한 부가서비스와 함께 시범 운행
  • 주차로봇 기술 내재화로 물류센터 등 산업 현장에도 적용 가능한 비즈니스 모델 개발
  • 주차로봇의 하드웨어·소프트웨어 성능과 운영방식(직각·평행·복합 주차) 등을 집중 검증 예정

빌딩이나 공영주차장에서 빈 공간이나 한참 전에 주차한 차량을 찾느라 시간을 허비한 경험, 누구나 한 번쯤은 겪어봤을 것입니다. 현대자동차그룹은 이러한 불편을 해소하고자 스마트주차 시스템과 주차로봇을 개발하고 있습니다. 주차장 앞에 자동차를 세워놓으면 주차로봇이 차를 살짝 띄워 빈 공간으로 옮겨주고, 차량을 다시 찾을 때에도 같은 방식으로 차주에게 인도해줘 편리합니다. 현대자동차그룹은 주차로봇의 성능 및 운영 방식을 검증하기 위해 2021년부터 인천공항에서 시범 운영을 진행할 예정이며, 향후 물류센터 등 산업 현장에도 주차로봇 기술을 활용할 예정입니다.