숙련공 기술 학습해 고난도 작업 자동화54개월 연구개발 후 상용화 목표
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두산로보틱스가 국산 인공지능(AI) 반도체를 탑재해 외부 클라우드나 PC 없이 스스로 판단하는 협동로봇 개발에 나선다. 숙련공의 용접 기술을 학습해 원전 기자재 등 고난도 작업을 수행하는 AI 로봇 개발도 추진한다.
두산로보틱스는 산업통상부와 한국산업기술기획평가원이 주관하는 'K-온디바이스 AI 반도체 기술개발사업'과 '로봇산업 기술개발사업'에서 각각 차세대 협동로봇과 지능형 용접 솔루션 개발 과제가 국책과제로 선정됐다고 6일 밝혔다.
두 과제의 총 연구개발비는 약 989억원으로, 이 가운데 정부 지원금은 약 681억원이다.
첫 번째 과제는 협동로봇에 국산 AI 시스템반도체를 탑재해 현장에서 직접 정보를 처리하고 작업을 수행할 수 있도록 하는 것이 핵심이다. 두산로보틱스는 AI 연산 전용장치(NPU)와 실시간 통신·제어 기능을 갖춘 반도체를 개발해 로봇에 적용할 계획이다.
이 기술은 로봇이 카메라와 촉각, 힘·토크, 음성 등 얻은 정보를 외부 서버로 보내지 않고 자체적으로 분석하고 판단하는 방식이다. 이를 통해 통신 지연을 줄이고 데이터 유출이 우려되는 원전·방산·바이오 등 보안 민감 산업으로 로봇 적용 범위를 넓히겠다는 구상이다.
두산로보틱스는 이 기술을 탑재한 가반하중 5kg·10kg·20kg급 협동로봇 3종과 양팔 작업 및 전방향 이동이 가능한 산업용 휴머노이드도 개발한다. 54개월 동안 개발을 진행한 뒤 수요 현장 2곳 이상에서 72시간 무중단 실증과 국제 안전인증을 거쳐 2031년부터 표준 제품으로 상용화한다는 목표다.
두 번째 과제에서는 AI를 활용해 고난도 용접 작업의 자동화를 추진한다. 협동로봇과 AI, 디지털 트윈을 결합해 원전 기자재 수준의 용접 공정을 자동화하는 것이 목표다.
로봇이 카메라를 통해 용접 대상의 위치를 인식하고 작업 경로를 스스로 보정하도록 하는 한편, 숙련공의 동작을 학습해 용접 경로와 토치를 좌우로 흔드는 '위빙' 동작까지 자동으로 구현하도록 개발한다.
두산로보틱스는 숙련공의 작업과 로봇의 용접 경로를 95% 이상 일치시키고 경로 오차를 ±3㎜ 이내로 줄이는 것을 목표로 하고 있다. 5층 이상의 다층 용접도 자동화해 작업 시간을 50% 이상 단축한다는 계획이다.
실증은 두산에너빌리티 원자력센터에서 진행한다. 우선 원전 기자재 제조 과정의 가접과 예열, 용접 등에 적용하고 원전 품질 인증을 확보한 뒤 조선·플랜트·방산 등으로 확대할 예정이다.
두산로보틱스가 이번 국책과제를 통해 겨냥하는 것은 국산 AI 반도체와 소프트웨어, 협동로봇 하드웨어 기술을 통합하는 시도라는 점에서 의미가 있다. 제조 현장에서 스스로 판단하고 작업하는 '피지컬 AI' 구현에 나선다는 방침이다.
두산로보틱스는 두 과제를 통해 제조 현장의 인력 부족과 숙련공 고령화에 대응하고, 숙련공이 가진 작업 노하우를 AI가 학습하고 재현할 수 있는 로봇 기술을 확보한다는 계획이다.
두산로보틱스 관계자는 "온디바이스 AI 반도체와 자체 협동로봇 플랫폼을 결합해 숙련공의 암묵지까지 학습·재현하는 피지컬 AI 협동로봇을 한국 제조업의 새로운 경쟁력으로 만들어 가겠다"고 말했다.
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뉴스웨이 김제영 기자
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