미국 RE2로보틱스가 등록한 수중에서 능숙하게 조작하는 관절에 대한 “유체 회전관절과 이를 사용하는 방법(Fluid Rotary Joint and Method of Using the Same)‘ 특허 도면

미국 RE2 로보틱스가 능숙한 수중 조작을 위한 로봇팔 관절 특허를 등록했다. 물속에서 폭발 장치를 점검하거나 해제하는 작업처럼 안전성 문제가 발생할 수 있는 곳에 활용할 수 있는 기술이다.

더로봇리포트 등 외신에 따르면 RE2로보틱스는 최근 미국 특허청(USPTO)으로부터 수중에서 능숙하게 조작하는 관절에 대한 “유체 회전관절과 이를 사용하는 방법(Fluid Rotary Joint and Method of Using the Same)‘ 특허를 등록받았다.

RE2 로보틱스는 새로운 유체 회전 관절 기술이 물, 유체, 공기 등에서 작동되면서 정확한 위치를 잡아 준다고 밝혔다. 또 자사 지재권에 해당 특허를 추가하면서 모바일(이동식) 조작과 수중 로봇공학에 대한 전문성을 재확인시켜 주었다고 강조했다.

RE2 로보틱스 : 미국 피츠버그에 본사를 두고, 다양한 실내외 환경에서 작동하는 지능형 모바일 조작 시스템을 개발한다. 여기에는 로봇 팔, 직관적 컨트롤러, 첨단 자율 소프트웨어(SW)가 포함된다. 특히 항공, 국방, 에너지, 의료 산업에서 인간이 더 빠르고 안전하게 업무를 수행할 수 있도록 하는 시스템 개발을 사명으로 삼고 있다.

변형파 기어와 유체식 액추에이터… 로봇 관절 특허

특허는 폭발물 처리(EOD)에 적용하기 위한 팽창식 수중 조작기(매니퓰레이터) 설계 과정에서 개발됐는데, 능숙한 조작을 위한 정확한 회전 위치를 확보할 수 있어 로봇 팔에 사용할 수 있다.

변형파 기어. (사진=위키피디아)

이 로봇관절은 작고 정밀한 회전 관절에 변형파 기어(strain-wave gear)와 유체 액추에이터를 결합한 것이다.

변형파 기어에는 값비싼 톱니 인터페이스가 아닌 플렉스 스플라인용 부하 전달 특성을 조절(튜닝)할 수 있는 재료가 사용된다.

유체 액추에이터는 플렉스 스플라인을 구동하는 파동을 발생시키며, 플렉스 스플라인 재료의 튜닝 가능한 특성은 다양한 동작 모드를 가능케 한다.

가운데 부분이 플렉스 스플라인. (사진=엔지니어링클릭스닷컴)

이는 관절 출력을 시계 방향 또는 시계반대 방향으로 구동하거나, 자유롭게 회전하거나, 원형 스플라인과의 접촉을 제한함으로써 토크(힘)를 제한하는 장치 역할을 할 수 있다.

이 관절을 발명한 앤드류 모 박사는 “로봇 조작기(매니퓰레이터) 끝에 이런 유형의 작동기(액추에이터)를 배치함으로써 로봇 팔의 질량, 관성 및 전자기적 특징이 감소한다”라며 “원격으로 관절을 작동하기에 관절 레벨에서 질량을 줄일 수 있다”고 설명했다.


그는 또 “관절 특허는 본질적으로 제한적 힘(토크)을 가짐으로써 해저유·가스 검사나 해군 잠수부들이 물속 폭발 장치를 점검하고 해제시키는 작업처럼 안전성 문제 발생 소지가 있는 곳에 활용할 수 있다”고 말했다.

RE2 로보틱스의 로봇이 수중에서 팔과 관절로 정확한 위치를 선정해 휠핸들을 돌리는 작업 모습.(사진=RE2로보틱스 유튜브)

이동형 조작 분야 리더… RE2로보틱스

RE2로보틱스는 최근 3D프린팅으로 코로나19 방지용 페이스 실드 마스크를 만들고 있으며 코로나19 팬데믹(세계적 대유행) 기간중 50%나 성장했다. 특히 지난달 미 육군은 이 회사와 모바일 조작을 사용하는 ‘자율 부상자 구출(Autonomous Casualty Extraction) 프로그램’ 계약을 했다.

조르겐 페더슨 최고경영자(CEO)는 “이번 특허 확보를 통해 세계 최고 수준의 지능형 모바일 조작(intelligent mobile manipulation) 업체로서의 RE2 입지를 더욱 공고히 했다”고 강조했다.

이성원 sungwonly09@gmail.com