핸들 (로봇)

2017년 핸들(Handle)

2019년 핸들(Handle)

핸들(Handle)은 2017년에 보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics)가 공개한 인간형 로봇에 바퀴를 달아 기동성을 높이 새로운 모델이다. 마치 앞발을 들고 있는 말에 더 가까워보이는 생김새인데, 이것은 인간을 대신해 짐을 빠르게 옮기기 위한 용도로 만들어 졌다. 앉고 일어서는 것은 물론 제법 거친 땅에서도 넘어지지 않고 중심을 잘 잡는다. 두 개의 바퀴로 부드러운 방향 전환이 가능하며, 제자리에서 회전도 할 수 있다.

개요

핸들(Handle)은 2017년에 보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics)가 공개한 인간형 로봇에 바퀴를 달아 기동성을 높인 새로운 모델이다. 보스턴 다이내믹스는 매사추세츠 공과대학교(MIT)에 교수로 있던 마크 레이버트(Marc Raibert)가 설립한 회사로 2013년 구글이 인수해 크게 화제가 되었고 동물처럼 뛰고 달릴 수 있는 로봇을 개발해 크게 화제가 된 로봇기업이다. 핸들은 마치 앞발을 들고 있는 말에 더 가까워보이는 생김새인데, 이것은 인간을 대신해 짐을 빠르게 옮기기 위한 용도로 만들어 졌다. 앉고 일어서는 것은 물론 제법 거친 땅에서도 넘어지지 않고 중심을 잘 잡는다. 두 개의 바퀴로 부드러운 방향 전환이 가능하며, 제자리에서 회전도 할 수 있다. 핸들은 최대 45kg까지 들어올릴 수 있고, 바퀴가 있어 빠르게 움직일 수 있다. 시속은 약 14.5km(9마일)의 속도를 자랑하며 한 번 충전으로 24km(15마일)를 이동할 수 있다. 보스턴 다이내믹스가 공개한 영상에서는 핸들은 약 1.2미터(4피트)를 뛰고도 안정적으로 착지했다. 10개의 액추에이터를 탑재한 핸들은 기존에 개발한 로봇들 보다 훨씬 덜 복잡한 구조로 만들어졌지만 균형감과 민첩함을 가졌다.

2019년 보스턴 다이내믹스는 2년만에 핸들의 새로운 버전을 유튜브를 통해 공개 했다. 이전 모델처럼 2개의 바퀴형 다리를 갖추고 있지만 2개의 로봇 팔대신 목처럼 생긴 로봇 팔 1개를 가지고 있으며 몸집은 더 크면서 날씬해졌다. 세그웨이처럼 균형을 잡으면서 흡착식 로봇 팔을 이용해 물건을 집는다. 이전 모양이 사람 모양에 가깝다면 새로운 핸들은 긴 목을 가지고 있는 새 모양이다. 보스턴 다이내믹스는 “새로운 핸들이 물류 작업에 맞게 설계된 모바일 매니퓰레이션 로봇으로, 온보드 비전시스템을 활용해 물류 창고에서 특정 박스를 추적해 옮기고 쌓는 작업이 가능하다”고 설명했다. 새로운 핸들은 하역 능력이 45kg에서 15kg로 줄었지만 더 세밀한 작업이 가능해졌다. 힘제어 기능을 이용해 새 상자를 기존 상자 옆에 쌓는 등이 가능하다.

역사

보스턴 다이내믹스는 2017년 초 핸들을 R&D 로봇으로 표현하며 첫 번째 버전을 선보였다. 이 디자인은 발 대신 바퀴가 두 개였다. 로봇은 15km/h(9mph)로 이동하고 1.2 미터(4ft) 수직으로 점프할 수 있었다. 이 로봇은 전력을 이용해 전기와 유압 액추에이터를 모두 작동시켰고, 보스턴 다이내믹스가 만든 다리 로봇에서 발견된 것과 같은 역학, 균형, 이동 조작 원리에 의존했다. 2019년 4월 핸들의 새로운 버전을 공개했다. 신형 로봇은 물류 애플리케이션용 모바일 조작 플랫폼으로 설계되어 작은 공간을 차지하면서도 무거운 짐을 집어들 수 있어 좁은 공간에서 기동할 수 있다. 최대 15kg(33lb)까지 박스를 취급하면서, 창고에서 팔레트를 자동으로 조립하고 분해할 수 있다. 온보드 비전 시스템(on-board vision system)은 팔레트의 마커를 추적한 다음, 개별 박스를 찾아서 잡고 배치한다. 핸들이 팔레트에 상자를 놓을 때, 각각의 상자를 옆에 붙이기 위해 힘 조절을 사용한다. 바퀴는 기존의 두발 로봇이 이동하는 것에 비해 배터리 충전으로 커버할 수 있는 범위를 늘리며,바퀴 달린 시스템은 자유도를 감소시켜 이전에 있었던 네발 로봇과 두발 로봇보다 로봇이 덜 복잡하다.

특징

2017년에 공개된 핸들은 두 손을 가지고 있고 다리 끝에 모터로 구동되는 바퀴가 달렸다. 인휠 모터를 장착한 바퀴형 다리는 평지에서 빠르게 주행할 수 있고, 계단, 장애물 등을 타고 넘어 이동할 수 있는 장점을 가지고 있다. 키 198cm로 두 개의 바퀴를 이용해 14km의 속도로 주행할 수 있다. 수직으로는 122cm 까지 점프가 가능하며, 최대 이동거리는 24km(15마일)이다. 제자리에서 고속으로 회전할 수 있으며 스키를 타는 것처럼 방향을 바꿀 수도 있다. 핸들은 기존의 보스턴 다이내믹스의 4족 보행 로봇과 2족 보행 로봇의 역학, 균형, 이동의 원리를 상당 부분 공유하고 있다. 정밀한 자세 제어가 가능한데, 바퀴를 이용해서 균형을 잡는 것을 보면 자세 제어기술 수준이 높다. 가벼운 무게 유지를 위해 전체적인 프레임 설계는 경량화를 지향했으며, 좌우방향 전환은 양발에 대한 기울기로 조절하였다. 10개의 액추에이터를 탑재한 핸들은 기존에 개발한 로봇들 보다 훨씬 덜 복잡한 구조로 만들어졌지만 균형감과 민첩함을 가졌다.

2019년에 공개된 핸들은 새로운 형태로 탈바꿈 되었다. 구형은 말을 닮은 형상인데, 이번에 공개된 핸들은 목이 긴 새를 닮았다. 기존 핸들 로봇은 두 개의 바퀴에 두 개의 팔을 가지고 있었지만, 이번에 업데이트 버전에서는 두 팔이 하나로 변했고, 물건을 흡착해 들어올리는 커다란 그리퍼로 대체됐다. 구형보다 몸집은 더 크면서도 날씬해졌고, 전에는 두 팔로 물건을 들었던 것과 달리 이제는 물건을 흡착해서 들어올린다는 점이 다르다. 이에 따라 하역능력이 45kg에서 15kg로 줄었지만 이전보다 훨씬 세밀한 작업이 가능하다. 핸들은 엉덩이로 몸의 균형을 잡으면서 민첩하게 작업을 수행한다. 신형 핸들은 힘제어 기능을 이용해서 새 상자를 기존 상자 옆에 쌓을 수 있고 깊이 1.2미터, 높이 1.7미터까지 가능하다. 컴퓨터 비전 시스템이 탑재되어 박스와 옮길 장소를 시각적으로 파악할 수 있어 구형보다 더욱 실용적이다.

활용

물류창고 자동화 시스템 구축

물류창고 자동화 시스템을 구축

미국 보스턴 다이내믹스와 캐나다 오토모터스(Otto Motors)가 하역 로봇과 이송 로봇의 서로 다른 기능을 이용하여 물류창고 자동화 시트템을 구축했다. 보스턴 다이내믹스는 두 바퀴로 움직이는 모바일 로봇 핸들과 심층학습(deep learning) 및 컴퓨터 비전시스템 기반 로봇 픽(Pick)을 결합했고, 픽이 자체 비전시스템을 통해 물품을 인지하면 핸들이 물품을 집어 카트에 내려놓도록 프로그램을 설정했다. 그 뒤 오토모터스의 자가 이동운반차인 오토 1500(OTTO 1500)을 투입하여, 내려진 물품을 예정된 공간으로 이동시키는 데 성공했다. 보스턴다이내믹스 부사장인 케빈 블랭케스푸어(Kevin Blankespoor)는 오토모터스 로봇을 활용해 보다 완벽한 물류창고 자동화 시스템을 구축했다고 설명한 뒤, 현재 자사는 현장에 투입하는 핸들의 성능을 업그레이드하는 데 주력하고 있다고 소개했다. 오토 1500은 1,500kg(3,300파운드)까지 물품 이송이 가능하다. 이로써 오토모터스와의 창고 내 모바일 로봇 조율을 위한 협업이 시작되었다. 핸들의 기능을 지속적으로 확장하고 있으며, 보다 유연한 웨어하우스 자동화 솔루션을 제공하기 위해 오토 1500과 같은 다른 로봇과의 상호작용을 최적화하고 있다.

동영상

2017년 핸들

2019년 핸들

핸들과 오토의 협업

참고자료

• 황승환, 〈보스턴 다이내믹스의 바퀴 달린 신상 로봇 '핸들'〉, 《더기어》, 2017-02-02
• 최현구, 〈달리며 점프하는 물건 운반용 로봇 '핸들'〉, 《비전》, 2017-03-02
• 곽노필 기자, 〈보스턴 다이내믹스, 새 화물운반 로봇 공개〉, 《한겨레신문》, 2019-03-29
• IEEE 로봇 공식 홈페이지 - https://robots.ieee.org/
• 로봇사랑, 〈미 보스턴 다이나믹스, 2바퀴 모바일 로봇 '핸들' 공개〉, 《다음 블로그》, 2017-03-02
• 이정현 미디어연구소, 〈보스톤 다이나믹스 핸들 로봇 “창고정리는 내게 맡겨라〉, 《지디넷코리아》, 2019-03-29
• 〈글로벌 물류기술 동향〉, 《한국교통연구원》, 2020-06-02

같이 보기

• 보스턴 다이내믹스
• 인공지능
• 로봇

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