"배터리 없이 근력 보조"…현대차·기아, 웨어러블 로봇 ‘엑스블 숄더’ 공개

경제·산업 입력 2024-11-28 09:55:27 수정 2024-11-28 09:55:27 이수빈 기자 0개

'웨어러블 로봇 테크데이'에서 상완 근력을 보조하는 '엑스블 숄더' 로봇을 착용한 로보틱스랩 연구원이 팔을 올려 모형 차량 하부의 부품을 체결하고 있다. [사진=현대자동차·기아]

[서울경제TV=이수빈 인턴기자] 현대자동차·기아는 지난 27일 경기 고양시에 위치한 ‘현대 모터스튜디오 고양’에서 ‘웨어러블 로봇 테크데이'를 개최하고 착용 로봇 ‘엑스블 숄더’ 최초 공개와 함께 사업화 계획을 발표했다고 28일 밝혔다.

◇‘근력 보상 모듈’ 적용해 어깨 관절 부하 최대 60% 경감

우리나라는 내년 상반기 초고령 사회에 진입하며, 제조업 분야 근로자 나이도 점점 고령화 돼가고 있다. 이로 인해 직업성 근골격계 질환자수는 점점 늘어나는 추세로, 이는 근로자 개인의 신체적, 정신적 고통을 야기하는 것은 물론 막대한 사회적 비용을 초래한다.

현대차·기아 로보틱스랩은 이와 같은 산업 건강 문제를 해결하기 위해 작업자들의 근골격계 부담을 낮추고 궁극적으로 근로자들의 삶의 질을 향상시킬 수 있는 엑스블 숄더를 개발했다.

엑스블 숄더의 가장 큰 특징은 무동력 토크 생성 구조로 설계돼 가벼울 뿐만 아니라 별도로 충전할 필요가 없어 유지 및 관리가 편리하다는 점이다.

전동 시스템을 대신해 ‘근력 보상 모듈’을 적용, 보조력을 생성하는 것이 기술의 핵심이다. 이 모듈은 크랭크 축과 인장 스프링 그리고 그 사이를 연결하는 ‘멀티링크’로 구성된다.

근력 보상 모듈이 작동하면 모듈 내부의 인장 스프링에서 방출된 탄성에너지가 멀티링크를 거쳐 크랭크 축에 ‘회전력’ 형태로 전달되는데 이렇게 생성된 회전력은 사용자의 상완 근력을 보조하는 역할을 한다.

이러한 메커니즘을 통해 엑스블 숄더 사용자는 어깨 관절 부하와 전∙측방 삼각근 활성도를 최대 60%와 30%를 각각 경감할 수 있다고 로보틱스랩은 강조했다.

특히 멀티링크 구조 덕분에 각 링크의 길이와 결합 위치를 조정할 수 있어 작업 환경별 최적의 보조력을 생성할 수 있다는 장점도 있다.

엑스블 숄더는 사용자의 안전과 사용성을 최우선으로 고려해 제작됐다. 고성능 차량에 쓰이는 ‘탄소 복합 소재’와 ‘내마모성 소재’가 적용돼 알루미늄 소재 대비 3.3배의 강성을 확보하면서도 중량은 40% 경감했다.

또 팔 받침 등 사용자 몸에 직접 닿는 부분은 차량의 크래시 패드에 쓰이는 ‘내충격성 소재’를 활용해 산업 현장에서 발생할 수 있는 돌발 충격에도 인체 손상을 최소화하도록 설계됐다.

제품 총 무게는 약 1.9kg이며 착용자의 신체 조건에 따라 사이즈를 선택할 수 있다. 본체의 길이도 406mm부터 446mm까지 직접 조정할 수 있다.

제품을 착용하더라도 다른 동작을 하는데 불편함이 없다는 점도 장점이다. 어깨 관절을 굽히고 펴는 각도를 0°~180°까지로 구현하여 제품을 착용한 상태에서도 양 팔을 자유롭게 움직일 수 있다.

엑스블 숄더 라인업은 ‘기본형’과 ‘조절형’ 두 가지가 있다. 기본형은 자세가 고정되지 않고 계속 변하는 작업에서 범용으로 사용할 수 있고 사용자에게 최대 2.9kgf의 보조력을 제공한다. 조절형은 동일 자세를 반복하는 작업에 활용하기 적합하다. 작업 자세에 맞게 최대 토크를 얻을 수 있는 각도를 사용자가 직접 조정할 수 있으며 최대 3.7kgf의 보조력을 제공한다.

엑스블 숄더는 산업현장에서 무수히 반복되는 동작에도 견딜 수 있는 강건한 내구성을 갖추고 있다. 로보틱스랩은 자동차 내구성 평가 기준을 접목, 3개월 단위로 60만회 이상의 가속 내구시험을 진행하고 있다. 시험 중 매 횟수마다 토크 변화를 실시간으로 측정해 품질 변화 양상을 점검하고 있으며 출시 이후에도 고품질을 유지할 수 있도록 지속 관리할 방침이다.

◇내년 국내 판매 시작으로 2026년 글로벌 확대

이날 현대차·기아 로보틱스랩은 엑스블 숄더의 사업화 계획도 발표했다. 업계에 따르면 글로벌 웨어러블 로봇 시장 규모는 2024년 24억 달러 수준에서 2033년 136억 달러로 4배 이상 성장할 전망이다.

이러한 흐름에 맞춰 현대차·기아는 웨어러블 로봇 시장에 진출해 새로운 성장 동력을 확보한다는 방침이다.

그 첫 걸음으로 현대차·기아 생산 부문에 엑스블 숄더를 우선 공급할 계획이다. 이어 2025년부터 현대차그룹 27개 계열사는 물론 건설·조선·항공·농업 등 다양한 분야의 타기업까지 판매처를 확대한다. 2026년에는 국내 판매 경험을 바탕으로 유럽, 북미 등 해외 시장 진출을 목표로 하고 있다.

구매 희망 기업은 28일부터 현대차·기아 로보틱스랩 홈페이지를 통해 문의 및 상담이 가능하며, 현대차·기아는 내년 상반기 중 순차적으로 제품을 출고할 계획이다.

김영훈 현대차·기아 로보틱스랩 로보틱스사업1팀 팀장은 “향후 산업용 웨어러블 로봇 제품군을 보다 확대하고 AI기술을 접목시킨 다양한 산업 안전 솔루션을 선보여 웨어러블 로봇 시장을 선도하겠다”고 밝혔다. /sb4139@sedaily.com

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