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[2024 ETRI Technology Report 9]

인간의 후각은 수백 개의 후각 수용체를 통해 방대한 정보를 수용하며 미세한 향의 차이를 구분해냅니다. 기존 센서 기술은 이러한 정교한 기능을 재현하기에 정보량 측면에서 부족함이 있었습니다. 이를 해결하고자 가상 센서를 포함한 100개 이상의 다채널 센서로 구성된 지능형 후각 기술이 개발되었습니다. 이 기술은 물리적, 화학적, 광학적 감지 방식을 복합적으로 활용하여 다변화된 데이터를 획득하고, 인공지능 학습 모델을 통해 후각 수용체와 유사한 수준의 선택적이고 정밀한 판별 기능을 제공합니다. 이는 디지털 기술이 인간의 오감을 모사하는 영역으로 확장되는 중요한 진전이라 할 수 있습니다. 시각이나 청각의 지능화가 자율주행과 로봇 산업에 큰 변화를 일으켰듯, 지능형 후각 기술 역시 사회 전반에 파격적인 혁신을 불러올 것입니다. 다채널 멀티모달 기술을 기반으로 한 이 플랫폼은 실시간으로 정밀한 감지와 판별이 가능해 다양한 산업에 공통 적용될 수 있는 잠재력을 가집니다. 특히 마약이나 폭발물을 탐지하는 특수 목적부터 화생방 테러 상황에서 저농도 오염물을 조기에 감지하여 인명 피해를 예방하는 보안 영역까지 활용도가 매우 높습니다. 또한 식품의 신선도 판정이나 로스팅 강도 측정 같은 정밀 품질 관리 분야에서도 제조 및 유통의 고도화를 이끄는 필수적인 역할을 수행할 것입니다. 실제 연구를 통해 필로폰 94%, 대마 99%라는 높은 정확도로 마약을 식별해냄으로써 기술의 상용화 가능성을 충분히 입증하였습니다. 이 밖에도 육가공품의 상태 확인이나 암과 같은 질병을 판별하는 의료 분야에서도 그 유효성이 검증되고 있습니다. 향후에는 불법 마약의 유통과 제조 같은 사회적 문제를 해결하기 위한 전수조사 장비 개발에 집중할 계획입니다. 나아가 여러 산업 현장의 수요 기업들과 적극적으로 협력하여 실질적인 기술 산업화를 지원함으로써, 지능형 후각 기술 솔루션이 미래 산업의 주도적인 역할을 수행하고 새로운 사회적 가치를 창출하는 핵심 기술로 자리 잡기를 기대하고 있습니다.

[생기원 X 과학쿠키] 로봇, 눈을 번쩍 뜨다? 산업용로봇 자동화의 미래를 보다!

이케아의 나무 의자를 로봇이 스스로 조립하는 장면은 로봇 공학의 눈부신 발전을 상징적으로 보여줍니다. 이 로봇은 최근 개최된 로봇 조립 대회에서 압도적인 성과로 우승을 차지하며 세상을 놀라게 했습니다. 특히 주목할 점은 인간을 위해 제작된 종이 설명서를 딥러닝 기술로 학습하여 조립 과정을 스스로 파악했다는 사실입니다. 이는 로봇이 단순히 정해진 명령을 수행하는 단계를 넘어, 인간의 지식을 능동적으로 습득하고 실행할 수 있는 지능형 시스템으로 진화하고 있음을 의미하며 미래 산업의 새로운 지평을 열고 있습니다. 흔히 '펙인홀(Peg-in-Hole)'이라 불리는, 구멍에 블록을 끼워 넣는 작업은 인간에게는 유아기부터 가능한 매우 쉬운 일입니다. 하지만 로봇에게 이 과정은 주변 환경을 실시간으로 파악하고 적절한 힘의 강도와 반경을 계산해야 하는 매우 복잡한 과제입니다. 기존의 산업용 로봇들은 미리 입력된 정밀한 위치 정보에만 의존하여 정해진 궤적을 움직이는 방식이 대부분이었습니다. 그러나 최신 연구는 로봇이 시각 정보와 감각을 활용해 인간처럼 유연하게 상황에 대처하며 조립을 수행하는 방향으로 나아가고 있으며, 이는 로봇 기술의 핵심적인 전환점입니다. 한국생산기술연구원에서 개발한 조립 로봇의 핵심 기술은 각 관절에 탑재된 실시간 위치 센서에 있습니다. 이 센서들을 통해 로봇은 자신의 현재 자세를 정밀하게 파악하고 이를 바탕으로 정교한 제어를 수행합니다. 특히 두 팔을 동시에 사용하는 양팔 로봇의 역동적인 움직임은 기존의 딱딱한 로봇 동작과는 차별화된 섬세함을 보여줍니다. 여러 위치에 중구난방으로 흩어져 있는 부품들을 한 손으로 빠르게 찾아 조립하는 모습은 기술적 완성도를 증명하며, 잡고 누르는 복잡한 동작을 동시에 수행하는 손가락 제어 기술 역시 감탄을 자아냅니다. 가구 조립 로봇의 또 다른 강점은 상단에 배치된 비전 카메라를 통해 실시간으로 상황을 인식한다는 점입니다. 카메라가 전달하는 정보를 바탕으로 로봇은 부품의 위치를 파악하고 나사를 조립하는 등의 고난도 작업을 수행합니다. 흥미로운 실험을 통해 부품의 위치를 임의로 변경하더라도 로봇은 당황하지 않고 즉각적으로 새로운 위치를 포착하여 작업을 완수하는 능력을 보여주었습니다. 이는 로봇이 고정된 데이터에만 의존하는 것이 아니라, 실시간 변화에 능동적으로 대응할 수 있는 고도의 판단력을 갖추었음을 시사하며 현장 적용 가능성을 높여줍니다. 현재 산업 현장의 로봇은 주로 물체를 단순히 옮기는 공정에 집중되어 있지만, 이번 연구 성과는 자동화가 가장 어렵다고 여겨졌던 복잡한 조립 공정으로의 확장을 예고합니다. 특히 자동차 제조 공정처럼 사람이 직접 수행해야 했던 세밀한 볼트 체결 작업 등에 이 기술이 도입된다면 생산 효율성을 획기적으로 높일 수 있을 것입니다. 인간의 보조를 넘어 산업의 핵심 주체로 성장할 로봇 기술은 앞으로 더욱 다양한 분야에서 우리 삶의 질을 개선할 것으로 기대됩니다. 연구진의 끊임없는 도전이 만들어낼 지능형 로봇의 미래는 이제 막 시작되었습니다.

산업자동화

[2024 ETRI Technology Report 9]

한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트

[생기원 X 과학쿠키] 로봇, 눈을 번쩍 뜨다? 산업용로봇 자동화의 미래를 보다!

한국생산기술연구원