유압 구동식 건설 중무료 슬롯에 햅틱 기술을 적용할 수 있는 시스템 개발

오바야시 주식회사(본사: 도쿄도 미나토구, 사장: 하스와 겐지)는 게이오대학(이공학부 시스템 설계 공학과) 전임 강사로 건설 중무료 슬롯 작업자가 중무료 슬롯 끝부분에 닿는 물체의 힘, 움직임, 접촉을 감지하면서 작업할 수 있도록 하고 있습니다 노자키 타카히로와 글로벌 연구소 햅틱스 연구 센터(소장: 무라카미 도시유키(이공학부 교수))와 공동으로 햅틱 감각(*1)을 재현하는 기술인 '리얼 햅틱스(Real Haptics)'를 유압 구동식 건설 중무료 슬롯에 적용하는 시스템을 개발했습니다

``리얼 햅틱스''는 게이오대학교 글로벌 연구소의 오니시 코헤이 특임 교수가 개발한 '실제 사물과 주변 환경과의 접촉 정보를 양방향으로 전송하여 촉각을 재현하는 기술'입니다 인간은 물체를 만지기만 해도 그것이 강철처럼 단단한지, 스펀지처럼 부드러운지, 풍선처럼 탄력이 있는지, 그리고 만지는 물체가 자율적으로 움직이는지 즉각적으로 감지할 수 있습니다

기존의 많은 로봇은 촉각 없이 작동하지만, "실제 촉각"을 사용하여 로봇에 촉각을 부여하고 접촉하는 물체의 촉각을 전달함으로써 원격 작업자의 손에서도 동일한 촉각을 재현하는 것이 가능합니다 또한 '리얼 햅틱스'는 다른 햅틱(촉각 기술)과 달리 기계식 구동부가 받는 반력을 이용하기 때문에 촉각을 감지하는 데 필요한 센서 수가 더 적다는 장점도 있다 또한, 작동측과 구동측의 '힘 배율'과 '거리 배율'을 임의로 설정할 수 있어, 조작자의 손에 작은 힘이나 움직임이 있어도 몇 배의 힘으로 구동측을 조작할 수 있다

중무료 슬롯 건설 무료 슬롯로 작업할 때 작업자는 무료 슬롯가 물체에 닿아도 촉각을 느끼지 못하고 시각과 청각을 통해 얻은 정보에 의존합니다 따라서 현재 작업 안전은 작동 레버를 얼마나 기울일지 아는 등 작업자의 경험에 크게 좌우됩니다 또 재해복구 작업 등 사람이 들어갈 수 없는 위험지역에서 작업할 경우 중무료 슬롯를 원격으로 제어하지만, 시각·청각 정보량은 더욱 줄어들어 작업 효율이 평소의 절반 이하로 떨어진다고 한다

이러한 문제를 해결하려면 조작자가 얻을 수 있는 정보의 양을 늘려야 하며, 이전에는 가능하지 않았던 촉각 감각을 도입하고 활용하는 것이 효과적입니다 또한, 센서 수가 적은 '리얼 햅틱스(Real Haptics)'는 실외 환경에서 무거운 물체를 다루는 중무료 슬롯에 햅틱 기술을 도입하는 데 적합하다

반면, 건설 중무료 슬롯는 현재 전기식과 유압식이라는 두 가지 제어 시스템의 조합으로 구동됩니다 그러나 전기식과 유압식은 반응성 등 제어 특성이 크게 다르기 때문에 이 두 요소를 결합한 중무료 슬롯에 '리얼 햅틱스'를 적용하려면 모든 구동 장치를 전동식으로 바꿔야 하기 때문에 비용과 시간이 문제가 된다

이번 오바야시 기업과 게이오 대학은 이전에는 어려웠던 전기와 유압 제어를 결합한 건설 중장비에 "실제 햅틱"을 적용하기 위해 유압 구동 제어에 적합한 알고리즘(정보 처리 절차)을 개발하고 시스템화했습니다 이를 통해 작업자의 조작 지시에 따라 중장비가 실시간으로 작동할 수 있으며, 작업자가 물체를 정확하게 쥐고 있는지, 무거운 물건을 손상되지 않도록 적절한 힘으로 쥐고 들어 올리고 있는지 등의 시·청각적 감각 외에 느끼면서 작업할 수 있게 된다

복잡하고 섬세한 작업은 운전자의 경험 수준에 관계없이 선내에서뿐만 아니라 원격으로도 수행할 수 있어 안전성과 효율성이 획기적으로 향상됩니다 또한, 새로 개발된 시스템은 제어 메커니즘을 추가하거나 작동 무료 슬롯를 수정하는 등 적은 작업만으로 기존 유압 구동 중무료 슬롯에 설치할 수 있어 설치 비용과 준비 시간을 크게 줄일 수 있습니다

현재 개발된 시스템을 실험 무료 슬롯를 이용하여 검증하는 과정에 있습니다 앞으로는 이 시스템을 탑재한 건설 중무료 슬롯를 활용한 실증 실험을 진행할 예정이며, '리얼 햅틱'의 장점을 최대한 활용하기 위해 오퍼레이터 인터페이스인 팔형 지시 장치 개발을 진행해 인간의 자연스러운 감각을 활용한 중무료 슬롯의 섬세한 작동을 구현하는 것을 목표로 하고 있다 또한, 본 시스템을 활용한 숙련된 작업자의 업무를 데이터화하여 중무료 슬롯 자동화, 젊은 숙련공 양성 등의 방식으로 시스템을 발전시켜 나갈 계획입니다