AI 기반 3D 비전으로 진화하는 로봇 공학 '제조업의 새로운 혁신으로 주목'

AI와 결합한 3D 비전, 제조업의 표준으로 자리 잡다

로봇 공학이 제조 분야에서 더욱 정밀하고 유연하게 복잡한 작업을 처리할 수 있도록 발전하고 있다. 특히, 초기 2D 비전 기술에서 AI 기반 3D 인식으로의 도약은 제조업의 혁신을 이끌고 있다.

‘로봇 시각’으로 불렸던 머신비전은 초기에 결함 감지, 정확한 조립, 공정 추적 등 단순한 작업을 자동화하여 제조업에 큰 변화를 가져왔다. 이 초기 시스템은 물체를 검사하고 추적하기 위해 2D 비전에 의존했으며, 고정된 환경에서 단순한 애플리케이션에 적합했다.

2009년에 도입된 화낙(FANUC) M-20iA 로봇은 2D 비전을 활용하여 동일한 회로 기판이 담긴 빈을 식별하고 위치를 찾는 작업을 수행했다. 그러나 이러한 시스템은 깊이 인식이 부족하고 조명 변화, 반사, 특정 각도 등 다양한 요인에 취약하여 복잡한 환경에서는 한계를 드러냈다.

이러한 한계를 극복하기 위해 3D 비전 기술이 도입되었다. 3D 비전은 로봇이 깊이와 공간을 인식할 수 있도록 하여 환경을 더욱 정밀하게 해석할 수 있게 한다. 초기의 구조광 및 스테레오 비전 기술은 듀얼 카메라를 통해 깊이를 추정하여 로봇이 3차원 환경을 매핑할 수 있도록 했다.

이 기술은 이전에 자동화가 어려웠던 접착, 용접, 자재 취급, 샌딩, 표면 마감 등의 작업에서 새로운 가능성을 열었다. 특히, 3D 비전은 동적이고 비정형적인 환경에서도 물체를 추적하고 방향을 잡을 수 있어 높은 가치를 입증하고 있다.

3D 비전 기술의 진화는 AI와의 결합으로 더욱 가속화되고 있다. 전문기업들은 AI 알고리즘과 3D 카메라 기술을 통합한 시스템을 개발하여 로봇이 실시간으로 환경을 해석할 수 있도록 지원하고 있다. 기존의 3D 비전 시스템이 복잡한 설정과 전문 지식을 요구했던 것과 달리, 이 시스템은 최소한의 입력만으로 15분 이내에 학습할 수 있어 사용 편의성을 크게 향상시켰다.

이러한 발전은 비전 가이드 로봇의 보급을 촉진하며, 제조 현장에서 3D 가이드 로봇을 새로운 표준으로 자리잡게 하고 있다.

AI 기술의 발전은 로봇의 실시간 물체 감지와 분류 능력을 강화하고 있다. 로봇은 이제 단순히 물체의 모양뿐 아니라 그 기능과 맥락에 따라 물체를 구별할 수 있다. 이는 제조, 전자, 의료, 농업, 물류 등 다양한 산업에서 로봇이 점점 더 독립적으로 탐색하고 적응해야 하는 환경에서 필수적인 기능이다.

다음 단계는 신경망과 딥러닝 기술을 통해 로봇이 복잡한 환경을 이해하는 능력을 더욱 향상시키는 것이다. 이러한 기술의 융합으로 3D 비전은 로봇과 코봇이 인간과 자연스럽게 협력하여 산업 전반에 걸쳐 새로운 가능성을 창출할 것이다.

AI 기반 3D 비전 기술은 이제 제조업에서 필수 요소로 자리 잡아가고 있으며, 로봇 공학이 만들어갈 미래는 더욱 밝아 보인다.

헬로티 김진희 기자 |