러시아의 항공대학이 다관절로봇(MR)의 관절을 동시에 움직이는 로봇제어기 술을 최근 개발해 주목받고 있다.
MR(Multi-hand Robot)에 대한 연구는 생산자동화에 있어 전망이 밝은 반면 어려운 과제이다. MR는 2개이상의 머니퓰레이터로 이루어지며 이는 여러 작업에서 동작하거나 한 작업영역에서 순차적으로 동작하는 로봇과는 달리 한 작업영역에서 동시에 작업을 수행하는 것이 특징이다. 이처럼 MR는 다양한 작업을 수행하는데、 가령 공구제작、 자동차생산、 기계제작등과 같이 하나의 머니퓰레이터로 수행하기 어렵거나 수행이 불가능한 작업에 이용된다. MR는 경제성을 높이고 작업공간을 축소시킬수 있다.
그런데 MR는 작업과정의 3차원 공간과 시간영역에서 모든 머니퓰레이터의 작업궤적이 조화를 이뤄야한다는 매우 어려운 문제를 해결해야 한다. 현재 널리 사용되고 있는 제어방법 "티칭 메소드(teaching method)"로는 조작자가 3관절 또는 6관절 MR의 움직임을 동시에 구해낸다는 것이 어렵기 때문에 이런 문제를 해결할수 없다.
MR의 동시제어문제를 해결하는데는 두가지 접근 방법이 있다. 하나는 동적 프로그래밍(Dyna-mic Programming)기법을 사용하여 한 작업영역으로부터 다른 작업영역까지의 모든 이동궤적을 사전에 계산하는 방법인데 이것은 계산 시간이 많이 걸리기 때문에 단순작업에만 적용될수 있다. 또 다른 방법은 MR머니퓰레이터의 일부 작업영역에서 순차제어를 사용하는 것으로 이번에 러시아 항공대학은 바로 이 방법을 개발한 것이다.
러시아 항공대학은 이같은 연구결과를 기초로 중앙처리제어(MRCU)방식을 채용했다. 작업대상의 종류、 방향、 좌표등에 대한 정보등은 MR의 정보처리 시스템을 통해서 얻게 된다. 여기에는 모노빔시스템이나 멀티빔 병렬처리 시스템이 사용될수 있다. 때문에 여기서는 모노빔을 이용한 이미지 처리와 머니퓰레이터의 이동궤적계산을 통해 MR에 이용될수 있는 대상물체알고리듬을구현하는 것이 관건이다.
외부상황에 대한 정보는 주어진 작업내용에 따라 여러 센서들을 통해 모아지며 제어 알고리듬의 형성에 이용된다. 또 컨트롤 시스템의 상위계층은 시스템의 성능과 제한 조건에 따라 하위계층에 주어지는 제어명령들로 구성되며 제어내용에는 충돌발생가능 상황을 예측하는 계산이 포함된다. 이러한 계산 은 여러 계층의 컨트롤 시스템 사이에서 병렬처리된다.
대상물체를 추적하는 인식모듈은 외부에 부착된 센서를 통해 감지된 정보를 바탕으로 동작한다. 이 모듈에서는 상대좌표 계산과 물체의 분류작업이 이루어진다. 얻어진 정보는 순서에 따라 보다 구체적인 검사가 필요한 부분들을 한정해 나가면서 추적、 인식모듈의 작업을 단순화시켜 나간다. 궤적을 변경할 필요 가 없는 상황일 경우 정보들은 상황해석모듈로부터 상황예고모듈로 옮겨진다. 앞으로 러시아 항공대학은 이러한 개발 결과를 토대로 제품분류、 조립작업 、 복잡한 형태의 제품의 운반에서 부터 위험지역이나 우주공간에서의 장비 설치 및 구조작업등에 필요한 응용기술을 개발할 계획이다.
<모스크바=최미경통신원>