현대·기아차, 웨어러블 로봇 ‘벡스’

2019-10-10

장시간 일하는 상향 작업 근로자 근력 보조… 조끼형 착용로봇 무동력 작동


현대차·기아차는 지난달 생산라인 에서 위를 보고 장시간 일하는 상향 작 업(Overhead Task) 근로자들을 보조 하는 웨어러블 로봇(Wearable Robot) 인 ‘벡스(VEX)’를 자체 개발했다고 밝혔다. VEX는 조끼형 외골격(Vest Exoskeleton) 착용 로봇을 뜻한다. 상향 작업용 웨어러블 로봇은 최근 몇 종류 가 판매되기 시작했지만 현대차·기아 차가 이번에 만든 제품은 기능성과 작 업성, 편의성, 가격 등 모든 면에서 앞 선 것으로 평가받는다. 

VEX는 제조업과 건설업, 물류 등 다 양한 산업현장에서 장시간 위쪽을 보며 팔을 들어 올려 작업하는 근로자들의 근골격계 질환을 줄여주고 작업 효율성 을 높이기 위해 개발됐다. 그뿐만 아니 라 웨어러블 로봇은 자동화가 급속히 진행되는 산업현장에서 사람을 소외시 키지 않으면서 산업용 로봇과 함께 스 마트 팩토리 구현하는 역할을 담당하게 된다.  국제로봇협회에서는 서비스 로봇과 제조 로봇으로 크게 분류를 하고 있으 며 최근에는 인공지능을 갖춘 인간형 로봇과 함께 동력이 필요 없는 웨어러 블 로봇 분야도 크게 활성화하고 있다. 

VEX는 서비스 로봇의 일종인 산업용 착용로봇으로 산업 현장의 특성을 고려 해 전기 공급이 필요 없는 형태로 개발 된 것이 특징이다. 근로자가 오랜 시간 반복작업을 하는 산업현장에서는 가벼 운 무게와 작은 부피, 높은 신뢰성은 필 수적이다.  현대차·기아차가 개발한 VEX는 이 같은 조건을 모두 충족하고 있으 며 2018년 선보인 의자형 착용로봇 ‘CEX(Chairless Exoskeleton)’에 이은 두 번째 산업용 웨어러블 로봇이다.  VEX는 구명조끼처럼 간편하게 착용 해 즉시 사용할 수 있으며 중량도 2.5kg 에 불과해 경쟁 제품에 대비 최대 42%까지 가벼워 근로자에게 부담을 주지 않는다. 특히 현대차·기아차는 세계 최초로 인체의 어깨관절을 모사한 다축 (Polycentric axis) 궤적 구조와 멀티링크 구조의 근력보상장치를 개발해 VEX에 적용함으로써 활동성과 내구성을 높였다. 

착용자의 체형과 근력, 작업 용도에 따라 길이는 18cm, 강도는 6단계, 각도 는 3단계까지 조절이 가능하다.  VEX는 내장된 관절 구조와 여러 개 의 스프링이 신체의 움직임과 동역학적 으로 결합돼 최대 5.5kgf까지 힘을 발휘 할 수 있다. 보통 성인의 경우 3kg의 공 구를 들었을 때 무게가 거의 느껴지지 않는 수준이다. 

현대차·기아차는 1월부터 미국 앨라 배마 현대차 공장과 미국 조지아 기아 차 공장 생산라인에 VEX를 시험 투입 해 품질을 점검하고 작업자들의 만족도 를 조사한 결과 기존 제품 대비 동작 자 유도가 높고 근력지원 기능이 뛰어나다 는 평가를 받았다.  VEX는 다양한 로봇을 개발해온 현대 로템이 12월경 양산을 시작하며 가격은 기존 경쟁 제품(4000~5000달러) 대비 30% 정도 낮은 수준으로 책정될 전망이 다.  현대차·기아차는 국내외 공장에 VEX 적용을 검토하고 있으며 이미 다 른 자동차회사는 물론 다양한 제조업체 들과 납품 계약을 협의 중이다. 그뿐만 아니라 VEX를 일부 개조해 건설, 물류, 유통 등 다양한 산업분야에 활용이 가 능하도록 적용 범위를 넓힐 계획이다.  현동진 현대차·기아차 로보틱스팀 팀장은 “이번에 개발한 VEX는 기존 제 품들과 비교해 중량, 근력지원, 매커니즘, 움직임, 착용감 등 거의 모든 면에 서 더 나은 성능을 자랑한다”며 “다양한 산업 현장에서 일하는 작업자들이 더 안전하고 효율적으로 일할 수 있길 바 란다”고 말했다.  VEX에 대한 자세한 내용은 현대자동 차그룹 온드미디어 채널 또는 SNS를 통 해 확인할 수 있다. 

의자형 착용로봇‘ CEX’, 양산 임박  현대차·기아차가 2018년 10월 개발 한 ‘CEX(첵스·Chairless Exoskeleton)’도 최종 품질 점검을 마치고 연내 양산에 들어갈 예정이다. 현대차·기아차의 첫 산업용 웨어러블 로봇인 CEX는 작업자 의 앉은 자세를 유지하기 위한 무릎관 절 보조 로봇으로 1.6kg의 경량형임에 도 150kg의 체중까지 지탱할 수 있다. 

또한 허리와 허벅지, 무릎 벨트를 활 용해 착용법이 간편한 것은 물론 사용 자의 신장에 맞게 길이를 조절할 수 있 고 세 가지 착좌각(85/70/55도) 설정 이 가능해 자세에 따라 원하는 높이를 맞추는 것이 가능하다. CEX를 사용하 면 허리 및 하반신 근육의 활성도가 약 40% 줄어들어 작업 효율성이 대폭 향상 된다.