2021.12.23 현대자동차그룹
농업에도 등장한 로봇 기술
현대로템과 현대자동차그룹이 농업 분야에 적용하는 로봇 기술을 개발하고 있습니다.
농업 분야에도 로봇 기술이 적용되고 있습니다. 농업용 로봇이라는 이름으로 현장에서 쓰이고 있는데요. 농업용 로봇은 농업 생산성과 작물 수확량을 높이기 위해 사용됩니다. 무인항공기(UAV), 자동 수확 시스템, 무인 지상 차량 등을 이용해 대규모의 농경지를 효율적으로 관리하고, 토양 관리, 날씨 추적/모니터링, 재고 관리 등의 역할도 수행하고 있습니다. 농업에 로봇 기술을 적용하는 것은 기존 농업 활동을 조직적으로 관리해 다양한 변수에도 수확량을 예측할 수 있다는 점에서 앞으로 농업 분야에 도움이 될 전망입니다. 농업용 로봇 시장의 동향과 국내외로 활용되는 농업 로봇 기술에는 어떤 것이 있는지 살펴봤습니다.
로봇 기술로 식량 부족 등의 농업 문제 해결
인공지능, 센서 기술, 데이터 분석 등의 첨단 기술을 적용한 농업 로봇 기술은 식량 부족이나 인구 감소로 인한 노동력 부족 등 농업 관련 문제를 해결할 것으로 보입니다. 이러한 시대적 흐름을 반영해 글로벌 농업용 로봇 시장도 꾸준히 성장하고 있습니다. 미국의 한 시장 조사업체가 발간한 보고서에 따르면 2032년의 농업용 로봇 시장은 67억 달러 규모로 성장할 것이라고 예측했습니다.
전 세계 정부에서도 농업용 로봇 연구 보조금을 제공하고, 자동화 기술에 대한 인식을 농가에 전파하며 관련 시장을 키우고 있습니다. 유럽연합은 여러 대의 소형 로봇을 투입해 생산성을 높이는 MARS(Mobile Agricultural Robot Swarms) 등의 프로젝트에 투자하고 있고, 일본은 2010년부터 ‘농업 자동화/어시스트 시스템 개발 및 실증사업’을 실행하고 있습니다. 국내 정부도 ‘지능형 로봇 개발 및 보급 촉진법’을 개정해 5년마다 기본계획을 수립하고, 지역농업용 로봇기업 R&D, 첨단 농업용 로봇 센서 기술 개발을 지원하고 있습니다.
중/소규모 농가에 적용하는 웨어러블 로봇 기술도 개발 중
앞서 세계 각국에서 개발하고 있는 자율주행 농기계, 드론, 농업용 센서 기술 등은 대단위 농업이 대상이라 중/소규모 농가에 두루 적용하기에는 한계가 있을 수 있는데요. 중/소규모 농업 형태에는 웨어러블 기술이 적합합니다. 웨어러블 기술은 작업자와 가축의 상태를 파악할 수 있는 웨어러블 센서 시스템과 작업자의 동작을 보조하는 웨어러블 로봇 시스템으로 나뉩니다.
중/소규모 농가에서는 작업자가 주로 신체를 사용해 작업을 수행하는데요. 농작업에서 발생하는 근골격계 질환을 예방하기 위해 착용형 센서 시스템으로 작업자의 자세와 수행 작업의 정보를 획득합니다. 수집한 데이터는 농작업 중 발생하는 질환의 예방 연구에 쓰이고, 작업자의 일정 관리나 농작업 이력 관리 등에 활용해 실질적인 농업 생산량을 높입니다. 작업자의 동작을 보조하는 웨어러블 로봇은 작업자의 움직임을 보조해 근골격계 질환을 예방하고, 농작업의 강도를 줄이기 위한 용도로 쓰입니다.
현대로템, 국내 최초 농업용 웨어러블 로봇 상용화
최근 국내에도 농업용 웨어러블 로봇 바람이 불고 있는데요. 현대로템이 국내 최초로 농업용 웨어러블 로봇을 상용화했습니다. 지난 10월, 전남도농업기술원에서 열린 ‘2021 국제농업박람회’에 현대자동차와 함께 공동 개발한 조끼형(VEX), 의자형(CEX), 지게형(H-Frame) 웨어러블 로봇을 선보였는데요. 현대로템은 2010년부터 2015년까지 국책사업으로 진행한 ‘산업용 착용식 근력증강 로봇’ 개발을 시작으로 웨어러블 로봇의 핵심 기술을 확보하고 있습니다. 이후 전신형을 비롯해 착용식 웨어러블 로봇까지 안정성과 경제성, 실용성을 고려해 시장 상황에 맞는 고품질의 웨어러블 로봇을 개발하고 연구합니다.
VEX는 팔을 든 상태로 장시간 위쪽을 보며 일하는 상향 작업 근로자의 근골격계 질환을 예방하고, 작업 효율성을 높이는 조끼형 웨어러블 로봇입니다. 팔을 올린 상태에서 어깨와 팔의 근육 피로도를 덜어주고, 팔을 내려서 하는 작업도 자연스럽게 할 수 있도록 인체공학적으로 설계했습니다. 디자인도 세계적 인정을 받아 ‘2020년 레드 닷 디자인상’에서 혁신 제품 부문을, ‘2020 IDEA 디자인상’에서 상업/산업 제품 부문 금상을 받았습니다.
CEX는 사용자가 앉아서 작업할 때 다리를 받쳐주는 의자형 웨어러블 로봇입니다. 작업 중 이동하면서 몸을 숙이거나 무릎을 굽힐 때, 허벅지와 종아리의 근육 부하를 최대 70%까지 경감합니다. 1.6kg의 가벼운 무게지만 150kg의 체중까지 지탱할 수 있고, 작업자의 체격에 따라 길이와 앉는 각도를 조절할 수 있습니다.
H-Frame은 지게의 메커니즘을 응용해 만든 웨어러블 로봇입니다. 무거운 물건을 들어 올려 이동하는 작업을 할 때 로봇에 부착된 로프를 작업물에 거치해 들어 올리는 구조로 어깨와 팔에 무리가 갈 수 있는 작업을 수월하게 도와줍니다. 무게를 지지하는 힘을 분산시켜 작업자가 안정적인 자세를 유지할 수 있도록 하며, 작업자의 근골격계 질환을 예방할 수 있습니다. 로봇을 착용한 상태에서도 자연스럽게 팔을 움직일 수 있어 어깨와 팔의 피로도를 낮춰줍니다. H-Frame은 무동력식과 동력식으로 나뉘는데요. 무동력식은 로프만 이용해 물건을 운반하고, 동력식은 등 쪽에 있는 모터를 구동해 전동 리프팅으로 물건을 운반합니다.
앞으로 다가올 식량 위기를 해결하기 위해서 농업의 규모에 따라 각각의 환경에 맞는 농업 로봇 기술들은 계속해서 발전할 것입니다. 현대로템의 웨어러블 로봇 기술도 고령화 사회로 진입하는 시대의 변화에 맞춰서 관련 연구와 개발을 꾸준히 진행할 예정인데요. 현대자동차그룹의 기술과 가치를 공유하고 협력해 산업, 건설, 군사를 비롯한 농업 분야까지 실용적인 기술을 접목한 웨어러블 로봇을 선보일 것입니다. 현대로템의 기술로 한층 진화할 농업 현장이 기대됩니다.