4차 산업 혁명이 시작된 배경에는 가장 중요한 기술 중 하나인 첨단 로봇공학이 한몫을 하고있다. 

그리고, 지금 산업 사물인터넷(IIoT) 디바이스와 인공지능(AI) 알고리즘 같은 새로운 컴퓨터 기술이 산업계에 더 큰 영향을 미치고 있다. 이러한 기술 발전으로 로봇이 사용되는 방식도 큰 영향을 받을 것으로 보인다.

다음은 산업혁명 4.0 기술이 로봇 산업에 어떠한 변화를 일으키고 있는지 로봇 공학 전문가가 향후 몇 년 동안 일어날 변화를 예측한 내용이다.

실시간 운영 모니터링(Real-Time Operational Monitoring)

IIoT 센서로 인터넷을 통해 기계 설비의 가동 성능을 실시간으로 추적할 수 있다. 최신 산업용 IoT 센서는 온도, 소음, 진동, 압력 및 윤활을 포함한 광범위한 파라미터를 추적할 수 있다. 이러한 데이터 정보는 설비 오퍼레이터들에게 로봇이나 설비 성능을 최적화하거나 잠재적인 고장에 보다 효율적으로 대응하도록 도움을 줄 수 있다.

기계 설비의 가동 환경 파라미터가 사전에 설정된 안전 작동 범위를 벗어나면 IoT 모니터링 시스템이 기계나 설비의 손상과 고장 방지 대응을 위해 이동하도록 현장 기술자에게 자동으로 신속히 알림을 보낸다.

스마트 운영 모니터링 기술을 지원하는 IIoT 센서는 산업 환경에 맞게 특별히 제작되었으며 일반적으로 컴퓨터 유지 관리 시스템 같은 기존 산업 시스템과 통합되도록 설계되었다.

예측 유지보수(Predictive Maintenance)

운영 모니터링의 데이터가 충분히 수집되면 AI를 사용하여 기계 상태의 잠재적 예측도 가능하다.

예측 유지보수는 전통적인 예방적 차원의 예방 유지보수 방식 기반 위에 세워진 새로운 유지보수 전략이다. 이 기술을 사용하여 기계 운영자는 성능 기준선과 안전한 작동 범위를 설정하고, 기계의 과거 성능 데이터에 대해 AI 알고리즘을 학습시킨다.

알고리즘이 비정상적인 것으로 해석하는 판독값을 감지하면 예측 유지 관리 시스템이 자동으로 기술자에게 알림을 보내 문제가 무엇인지 제시한다. 보다 발전된 시스템은 자체적으로 조치를 취하여 손상을 방지하거나 비상 유지 관리를 위해 기계 가동을 중지시킬 수 있다. 이 접근 방식은 기계나 설비의 가동 중지 시간과 정기적인 유지 관리 비용을 크게 줄여 공장 운영 비용을 최소화하는 데 도움이 된다.

협동로봇(Collaborative Robot: Cobots)

협동로봇(Cobots)은 파워 리미터와 패드 조인트 같은 안전 기능을 사용하여 작업자와 가까운 곳에서 서로 협력을 하며 작업하게 된다. 최신 협동로봇은 AI 알고리즘을 사용하여 기계 손질 같은 이전에는 사람의 손이 필요했던 지루한 작업을 자동화할 수 있다.

이 협동로봇은 지루하고 반복적인 작업으로부터 사람을 자유롭게 하며 근골격계 부상의 위험을 줄이는 동시에 공장의 업무흐름을 간소화하는 데 도움이 된다.

머신 비전(Machine Vision)

머신 비전 알고리즘 사용으로 로봇은 비쥬얼 데이터를 해석할 수 있다. 자율주행 차량에 사용되는 것으로 잘 알려진 이러한 알고리즘을 사용 로봇은 카메라 또는 유사한 장치로부터 전달되는 시각 정보를 명확한 물체 또는 영역으로 분해할 수 있다.

예를 들어, 로봇 시스템은 품질 보증 공정에서 머신 비전 알고리즘과 컨베이어 벨트에 고정된 카메라를 사용하여 결점이 있는 완성 부품을 자동으로 식별한 후 생산 라인에서 제거한다.

자율 이동 로봇(Autonomous Robotics: AMR)

일부 공장에서 로봇들이 머신 비전을 사용하여 사람의 감독 없이도 무엇인가 필요한 것을 찾으러 공장 안을 돌아다니고 있는 것을 볼 수 있다. 자율 이동 로봇(AMR)은 머신 비전을 사용하여 공장 현장의 시각 정보를 받아 장애물, 작업자 및 탐색 가능한 공간으로 범주를 나눈다. 이 정보를 사용하여 자율 이동 로봇(AMR)은 스스로 조종하며 현장에서 사람의 개입을 최소화하거나 도움 없이도 부품을 피킹하고 운반할 수 있다.

협동로봇과 마찬가지로 이 로봇(ARM)은 이전에 자동화하기 어려웠던 다양한 산업 현장의 작업을 간소화하는 데 도움이 된다. 로봇과 AI 알고리즘을 결합하여 선별과 포장작업을 자동화하고 사람은 보다 창의적인 일에 전념하도록 할 수 있다.

산업혁명 4.0 기술로 로봇 산업을 혁신

산업 사물 인터넷(IIoT)과 인공 지능(AI)의 출현은 로봇 산업에 큰 영향을 미칠 것이다. 특히, 산업혁명 4.0 기술로 보수유지 관리 전략, 자율 로봇, 협동 로봇 기술이 보다 새롭고 높은 수준으로 발전할 것이다.

앞으로 몇 년 내에 산업용 로봇과 산업혁명 4.0 기술로 이전에 사람이 처리해야 했던 기계 설비의 관리 감독을 간소화하고 작업을 자동화하여 공장은 새롭게 변화할 것이다.

출처 : roboticstomorrow​