[과학의 달인] 누구나 '주차의 달인'이 된다!…주차 로봇 개발
2023년 11월 09일 오전 09:00
■ 강신단 / 현대위아 모빌리티솔루션기획실 상무
[앵커]
사람이 할 일을 로봇이 대신해 주는 일들은 우리 생활을 한 층 편리하게 만들어 줬는데요. 복잡하고 어렵다고 느낄 수 있는 차량 주차를 로봇에게 맡긴다면 어떨까요? 국내 기업이 바퀴를 들어 올려 정해진 곳에 주차해주는 '주차 로봇'을 개발했습니다. 현대위아 강신단 상무와 '주차 로봇'에 대해서 자세한 이야기 나눠보겠습니다. 안녕하세요.
[인터뷰]
안녕하세요.
[앵커]
저도 운전자로서 이 '주차 로봇' 어떤 모습일지 너무나 기대되는데, 먼저 소개부터 해주실까요?
[인터뷰]
소개해 드리는 주차 로봇은 명칭 그대로 차량 주차를 대신하는 로봇이고 호텔이나 식당에서 사람이 하는 주차를 로봇이 대신한다고 생각하면 가장 쉽게 이해되지 않을까 싶습니다. 하지만 기술적으로는 자율적 판단을 기본으로 하는 로봇이 아닌 주차 'AGV' 라고 말씀드릴 수 있는데, 여기서 AGV 라고 하면, Automated Guided Vehicles의 약자로 가장 흔한 예가 최근 식당에서 볼 수 있는 서빙 로봇을 생각하시면 됩니다.
복잡도가 높은 식당에서는 사람과 동선이 겹치는 경우가 많습니다. 따라서 자율적 판단에 따라 경로를 생성하는 주행방식보다는, 경로를 미리 정해두고 이동하는 방식이 안전이나 혼잡도 측면에서 유리하기 때문에 일반적으로는 자율주행방식의 로봇보다는 QR Code 또는 Magnetic Tape으로 정해진 경로를 따라가는 AGV를 적용하고 있습니다.
주차 로봇 또한 주차장이라는 제한된 공간 안에서 여러 대의 로봇이 운용되기 때문에 그때그때 상황에 따라 경로를 생성하는 자율주행 방식보다는 고정 경로를 따라가는 경로 주행 방식의 AGV로 개발하게 되었습니다. 요약해서 말씀드리면, 경로를 스스로 생성하고 주행하는가 아니면 정해진 경로를 따라가는가에 따라 로봇과 AGV로 구분된다고 말씀드릴 수 있고 주차장에서의 안전과 복잡도를 감안 했을 때 AGV가 주차 로봇에 보다, 적합한 기술이라고 판단했습니다.
[앵커]
그렇다면 이번에 개발하신 주차 로봇의 특징은 무엇인가요?
[인터뷰]
가장 큰 특징은 외형적으로 2가지가 있습니다. 첫 번째는 110mm(밀리미터) 두께의 초박형이라는 것과 두 번째는 두 개 모듈이 하나로 구성되어 운용된다는 것입니다.
여기서 초박형의 장점은 차량 하부로 주차 로봇이 진입할 때, '지상고가 낮은 차량 또는 차량 하부에 있을 수 있는 돌출물과의 충돌을 피할 수 있다'라는 것이고 분리형 모듈 같은 경우, 차량 길이에 관계없이 차량 리프팅이 가능하다는 것, 그리고 차량 하부 진입 시, 전후방뿐 아니라 측면 진입도 가능해서 주차 로봇 운영공간을 최소화할 수 있는 장점이 있습니다. 아울러, QR Code뿐 아니라 레이저를 활용한 라이다 센서도 장착되어, 주행 시 장애물 인지가 가능하여 만약의 안전사고에 대비할 수 있도록 설계된 점을 또 다른 특징으로 말씀드립니다.
또한, 두 개의 모듈이 하나로 구성되어 운용된다고 했는데, 두 개의 분리된 로봇은 본체와 보조개념이 아니라 동일한 모듈 두 개이고 차량의 앞바퀴와 뒷바퀴를 지지하고 견인하는 역할을 하고 있습니다. 여기서 두 개의 모듈은 동시에 동일한 작업을 하는, 즉 동기화라고 하는데요. 이를 위해서 직접 통신하는 방식인 최신 P2P 통신기술을 적용하고 있습니다.
[앵커]
그렇군요. 설명을 들으니까 어떤 형태인지 이해가 되는데, 저는 사실 거대한 로봇이 차량을 들어 옮긴다든지 이런 걸 상상했었는데, 말씀해주신 뒤로 납작한 모양의 로봇 두 대가 차를 옮기는 거잖아요? 어떻게 무거운 자동차 바퀴를 들어 옮길 수 있는 건지 원리를 설명해주세요.
[인터뷰]
원리는 아주 간단합니다. 가령 우리가 삽으로 땅을 판다고 생각하면, 0도 수직 방향으로 삽을 넣게 되면 땅에 잘 들어가지 않습니다. 그러나 45도 사선방향으로 삽입하면 보다, 쉽게 들어가서 수월한 작업이 가능한데요. 같은 원리를 생각하시면 이해가 빠를 것 같습니다. 화면에서 보시는 것처럼 차량 전후방 4바퀴에 접하는 Lifting Arm이 총 8개가 있고, 이 Lifting Arm이 타이어를 앞뒤로 밀어 올려 차량을 들어 올리고 있습니다.
Lifting Arm에는 개당 총 6개의 롤러가 장착되어 있어서 사선으로 삽을 삽입하는 것과 유사한 효과를 내게 됩니다. 따라서 결과적으로는 타이어 하부 진입을 용이하게 하고 타이어 손상을 방지하는 효과를 얻고 있습니다. 특히, 차량을 들어 올리는 것도 중요하지만, 차량 무게로 인한 주행 중 휘청거림 또는 장기 사용으로 인한 휘어짐 등을 고려한 설계, 그리고 재료의 선정이 보다, 중요하다 말씀드릴 수 있습니다.
[앵커]
또 궁금한 게, 주차 로봇이 주차 필요성과 주차 위치를 알아서 정하는 건지, 아니면 사람이 원격 조정으로 하는 것인지 궁금해지는데요.
[인터뷰]
주차 필요성과 위치는 로봇이 자체적으로 판단하지는 않습니다. 그렇다고 사람이 그때그때 원격으로 조정하는 것도 아니고요. 대략 그 중간 지점 정도 아닐까 싶습니다. 이를 위해서 주차 관제라는 별도의 시스템을 구성하는데요. 주차의 필요성과 위치는 주차 관제 시스템을 통해 사람이 주차 로봇에 동작 지시를 내리고, 그 지시에 따라 로봇은 로봇에 장착된 Camera, 그리고 주차장 바닥에 QR Code를 활용해서 "주차 대상 차량으로 이동", "차량의 리프팅", "다시 목표한 주차위치로 이동"까지의 일련의 과정을 진행하게 됩니다. 향후에는 주차 예상시간까지 감안 하여 주차위치의 배정, 또는 주차이동에 필요한 최적 경로 생성 같은 기능을 주차 관제 시스템에 추가할 예정이고요. 이를 위해서 AI & Big Data까지 적용한 주차 관제 시스템 로직 개발을 계획하고 있습니다.
[앵커]
주차 관제 시스템이 이 전체 시스템에 핵심적인 역할을 하는 거 같은데, 이 소프트웨어에 대해서도 조금 더 설명해주실까요?
[인터뷰]
앞에서 말씀드린 것처럼, 주차 관제라는 별도의 시스템, 즉 SW Application이 필요한데요. '주차 관제 시스템'은 주차장의 면적, 위치 정보와 더불어 로봇의 위치와 이동을 지시하고 통제하는 시스템을 의미합니다. 안전상의 이유로 사람이 주차하는 공간과 로봇이 주차하는 공간의 분리가 필요하고 그런 경우 주차 로봇을 통제하기 위한 주차 관제 시스템이 필수적입니다. 주차 관제 시스템에서는 복수의 주차 로봇이 동시 작업을 할 수 있도록 작업과 그 순서를 지시하고, 아울러 이동 경로를 지정하여 로봇 간의 충돌 또는 혼잡을 피할 수 있도록 하고 있습니다.
물론, 주차장이 아주 방대하고 로봇 수백 대가 동시에 운영된다면 그 복잡도는 훨씬 높아지기 때문에 앞서 말씀드린 AI & Big data 같은 기술을 통해서 작업지시와 경로의 최적화가 필요하고요. 저희 주차 로봇에서 또한 차기 개발 계획의 하나로 검토되고 있습니다. 주차 관제 시스템은 향후 건물 또는 아파트 관리시스템과 연계 활용할 경우, 업무 또는 주거공간에서 필요로 하는 시간에 로봇을 호출해서 차량을 대기시키는 등의 그런 서비스도 멀지 않은 시점에 구현 가능할 것으로 기대하고 있습니다.
[앵커]
저희가 앞서서 로봇이 자동차 바퀴를 스무스하게 들어 올리는 모습을 봤는데요. 이렇게 로봇이 모든 차종을 들어 올릴 수 있는지? 무게제한이 없는지 궁금합니다.
[인터뷰]
국내뿐 아니라 해외 승용차 대부분을 수용할 수 있도록 개발했습니다. 차량 축간거리를 Wheelbase라고 하는데 앞바퀴 중앙에서 뒷바퀴 중앙까지 거리를 의미하는 것으로 소개해드린 바와 같이 전후방 2개의 모듈로 구성되어 한 개 모듈은 앞바퀴를, 다른 한 개 모듈은 뒷바퀴를 지지합니다. 따라서 차량 종류에 따른 축간거리 영향을 받지 않도록 설계되었습니다.
반면, 질문 주신 것처럼 차량 하중은 중요한 변수가 되는데요. 기존 내연기관 차량이 최대 2톤 미만, 대략 1.5톤~2톤 수준입니다. 하지만 최근 전동화 추세에 따라 무거운 배터리가 추가되어 전기차 또는 하이브리드 차량의 중량은 최대 2톤을 넘는 경우도 종종 발생하고 있습니다. 따라서 개발 초기에는 2.2톤 제품 1종만을 준비했습니다만, 현재는 3톤까지를 수용하는 제품을 추가로 개발 중에 있습니다.
[앵커]
너무 흥미진진한 이야기라서 좀 더 듣고 싶지만, 시간이 지나가서요, 마무리해야 할 거 같은데요. 우리나라 자동차 등록 대수가 2,500만 대가 넘더라고요. 그만큼 주차난도 심각해지고 있는데 오늘 설명해주신 기술이 그 해결책이 될 것으로 기대가 됩니다. 현대위아 모빌리티솔루션 기획실 강신단 상무와 함께했습니다. 고맙습니다.
YTN 사이언스 김기봉 (kgb@ytn.co.kr)
[앵커]
사람이 할 일을 로봇이 대신해 주는 일들은 우리 생활을 한 층 편리하게 만들어 줬는데요. 복잡하고 어렵다고 느낄 수 있는 차량 주차를 로봇에게 맡긴다면 어떨까요? 국내 기업이 바퀴를 들어 올려 정해진 곳에 주차해주는 '주차 로봇'을 개발했습니다. 현대위아 강신단 상무와 '주차 로봇'에 대해서 자세한 이야기 나눠보겠습니다. 안녕하세요.
[인터뷰]
안녕하세요.
[앵커]
저도 운전자로서 이 '주차 로봇' 어떤 모습일지 너무나 기대되는데, 먼저 소개부터 해주실까요?
[인터뷰]
소개해 드리는 주차 로봇은 명칭 그대로 차량 주차를 대신하는 로봇이고 호텔이나 식당에서 사람이 하는 주차를 로봇이 대신한다고 생각하면 가장 쉽게 이해되지 않을까 싶습니다. 하지만 기술적으로는 자율적 판단을 기본으로 하는 로봇이 아닌 주차 'AGV' 라고 말씀드릴 수 있는데, 여기서 AGV 라고 하면, Automated Guided Vehicles의 약자로 가장 흔한 예가 최근 식당에서 볼 수 있는 서빙 로봇을 생각하시면 됩니다.
복잡도가 높은 식당에서는 사람과 동선이 겹치는 경우가 많습니다. 따라서 자율적 판단에 따라 경로를 생성하는 주행방식보다는, 경로를 미리 정해두고 이동하는 방식이 안전이나 혼잡도 측면에서 유리하기 때문에 일반적으로는 자율주행방식의 로봇보다는 QR Code 또는 Magnetic Tape으로 정해진 경로를 따라가는 AGV를 적용하고 있습니다.
주차 로봇 또한 주차장이라는 제한된 공간 안에서 여러 대의 로봇이 운용되기 때문에 그때그때 상황에 따라 경로를 생성하는 자율주행 방식보다는 고정 경로를 따라가는 경로 주행 방식의 AGV로 개발하게 되었습니다. 요약해서 말씀드리면, 경로를 스스로 생성하고 주행하는가 아니면 정해진 경로를 따라가는가에 따라 로봇과 AGV로 구분된다고 말씀드릴 수 있고 주차장에서의 안전과 복잡도를 감안 했을 때 AGV가 주차 로봇에 보다, 적합한 기술이라고 판단했습니다.
[앵커]
그렇다면 이번에 개발하신 주차 로봇의 특징은 무엇인가요?
[인터뷰]
가장 큰 특징은 외형적으로 2가지가 있습니다. 첫 번째는 110mm(밀리미터) 두께의 초박형이라는 것과 두 번째는 두 개 모듈이 하나로 구성되어 운용된다는 것입니다.
여기서 초박형의 장점은 차량 하부로 주차 로봇이 진입할 때, '지상고가 낮은 차량 또는 차량 하부에 있을 수 있는 돌출물과의 충돌을 피할 수 있다'라는 것이고 분리형 모듈 같은 경우, 차량 길이에 관계없이 차량 리프팅이 가능하다는 것, 그리고 차량 하부 진입 시, 전후방뿐 아니라 측면 진입도 가능해서 주차 로봇 운영공간을 최소화할 수 있는 장점이 있습니다. 아울러, QR Code뿐 아니라 레이저를 활용한 라이다 센서도 장착되어, 주행 시 장애물 인지가 가능하여 만약의 안전사고에 대비할 수 있도록 설계된 점을 또 다른 특징으로 말씀드립니다.
또한, 두 개의 모듈이 하나로 구성되어 운용된다고 했는데, 두 개의 분리된 로봇은 본체와 보조개념이 아니라 동일한 모듈 두 개이고 차량의 앞바퀴와 뒷바퀴를 지지하고 견인하는 역할을 하고 있습니다. 여기서 두 개의 모듈은 동시에 동일한 작업을 하는, 즉 동기화라고 하는데요. 이를 위해서 직접 통신하는 방식인 최신 P2P 통신기술을 적용하고 있습니다.
[앵커]
그렇군요. 설명을 들으니까 어떤 형태인지 이해가 되는데, 저는 사실 거대한 로봇이 차량을 들어 옮긴다든지 이런 걸 상상했었는데, 말씀해주신 뒤로 납작한 모양의 로봇 두 대가 차를 옮기는 거잖아요? 어떻게 무거운 자동차 바퀴를 들어 옮길 수 있는 건지 원리를 설명해주세요.
[인터뷰]
원리는 아주 간단합니다. 가령 우리가 삽으로 땅을 판다고 생각하면, 0도 수직 방향으로 삽을 넣게 되면 땅에 잘 들어가지 않습니다. 그러나 45도 사선방향으로 삽입하면 보다, 쉽게 들어가서 수월한 작업이 가능한데요. 같은 원리를 생각하시면 이해가 빠를 것 같습니다. 화면에서 보시는 것처럼 차량 전후방 4바퀴에 접하는 Lifting Arm이 총 8개가 있고, 이 Lifting Arm이 타이어를 앞뒤로 밀어 올려 차량을 들어 올리고 있습니다.
Lifting Arm에는 개당 총 6개의 롤러가 장착되어 있어서 사선으로 삽을 삽입하는 것과 유사한 효과를 내게 됩니다. 따라서 결과적으로는 타이어 하부 진입을 용이하게 하고 타이어 손상을 방지하는 효과를 얻고 있습니다. 특히, 차량을 들어 올리는 것도 중요하지만, 차량 무게로 인한 주행 중 휘청거림 또는 장기 사용으로 인한 휘어짐 등을 고려한 설계, 그리고 재료의 선정이 보다, 중요하다 말씀드릴 수 있습니다.
[앵커]
또 궁금한 게, 주차 로봇이 주차 필요성과 주차 위치를 알아서 정하는 건지, 아니면 사람이 원격 조정으로 하는 것인지 궁금해지는데요.
[인터뷰]
주차 필요성과 위치는 로봇이 자체적으로 판단하지는 않습니다. 그렇다고 사람이 그때그때 원격으로 조정하는 것도 아니고요. 대략 그 중간 지점 정도 아닐까 싶습니다. 이를 위해서 주차 관제라는 별도의 시스템을 구성하는데요. 주차의 필요성과 위치는 주차 관제 시스템을 통해 사람이 주차 로봇에 동작 지시를 내리고, 그 지시에 따라 로봇은 로봇에 장착된 Camera, 그리고 주차장 바닥에 QR Code를 활용해서 "주차 대상 차량으로 이동", "차량의 리프팅", "다시 목표한 주차위치로 이동"까지의 일련의 과정을 진행하게 됩니다. 향후에는 주차 예상시간까지 감안 하여 주차위치의 배정, 또는 주차이동에 필요한 최적 경로 생성 같은 기능을 주차 관제 시스템에 추가할 예정이고요. 이를 위해서 AI & Big Data까지 적용한 주차 관제 시스템 로직 개발을 계획하고 있습니다.
[앵커]
주차 관제 시스템이 이 전체 시스템에 핵심적인 역할을 하는 거 같은데, 이 소프트웨어에 대해서도 조금 더 설명해주실까요?
[인터뷰]
앞에서 말씀드린 것처럼, 주차 관제라는 별도의 시스템, 즉 SW Application이 필요한데요. '주차 관제 시스템'은 주차장의 면적, 위치 정보와 더불어 로봇의 위치와 이동을 지시하고 통제하는 시스템을 의미합니다. 안전상의 이유로 사람이 주차하는 공간과 로봇이 주차하는 공간의 분리가 필요하고 그런 경우 주차 로봇을 통제하기 위한 주차 관제 시스템이 필수적입니다. 주차 관제 시스템에서는 복수의 주차 로봇이 동시 작업을 할 수 있도록 작업과 그 순서를 지시하고, 아울러 이동 경로를 지정하여 로봇 간의 충돌 또는 혼잡을 피할 수 있도록 하고 있습니다.
물론, 주차장이 아주 방대하고 로봇 수백 대가 동시에 운영된다면 그 복잡도는 훨씬 높아지기 때문에 앞서 말씀드린 AI & Big data 같은 기술을 통해서 작업지시와 경로의 최적화가 필요하고요. 저희 주차 로봇에서 또한 차기 개발 계획의 하나로 검토되고 있습니다. 주차 관제 시스템은 향후 건물 또는 아파트 관리시스템과 연계 활용할 경우, 업무 또는 주거공간에서 필요로 하는 시간에 로봇을 호출해서 차량을 대기시키는 등의 그런 서비스도 멀지 않은 시점에 구현 가능할 것으로 기대하고 있습니다.
[앵커]
저희가 앞서서 로봇이 자동차 바퀴를 스무스하게 들어 올리는 모습을 봤는데요. 이렇게 로봇이 모든 차종을 들어 올릴 수 있는지? 무게제한이 없는지 궁금합니다.
[인터뷰]
국내뿐 아니라 해외 승용차 대부분을 수용할 수 있도록 개발했습니다. 차량 축간거리를 Wheelbase라고 하는데 앞바퀴 중앙에서 뒷바퀴 중앙까지 거리를 의미하는 것으로 소개해드린 바와 같이 전후방 2개의 모듈로 구성되어 한 개 모듈은 앞바퀴를, 다른 한 개 모듈은 뒷바퀴를 지지합니다. 따라서 차량 종류에 따른 축간거리 영향을 받지 않도록 설계되었습니다.
반면, 질문 주신 것처럼 차량 하중은 중요한 변수가 되는데요. 기존 내연기관 차량이 최대 2톤 미만, 대략 1.5톤~2톤 수준입니다. 하지만 최근 전동화 추세에 따라 무거운 배터리가 추가되어 전기차 또는 하이브리드 차량의 중량은 최대 2톤을 넘는 경우도 종종 발생하고 있습니다. 따라서 개발 초기에는 2.2톤 제품 1종만을 준비했습니다만, 현재는 3톤까지를 수용하는 제품을 추가로 개발 중에 있습니다.
[앵커]
너무 흥미진진한 이야기라서 좀 더 듣고 싶지만, 시간이 지나가서요, 마무리해야 할 거 같은데요. 우리나라 자동차 등록 대수가 2,500만 대가 넘더라고요. 그만큼 주차난도 심각해지고 있는데 오늘 설명해주신 기술이 그 해결책이 될 것으로 기대가 됩니다. 현대위아 모빌리티솔루션 기획실 강신단 상무와 함께했습니다. 고맙습니다.
YTN 사이언스 김기봉 (kgb@ytn.co.kr)
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