비전 & 이미징 기술, 전통 제조를 넘어 혁신 주도

비전과 이미징 기술은 자동차 조립부터 품질 검사까지 다양한 분야에서 중요한 인에이블러로 오랫동안 역할을 해왔습니다. 산업 현장에서 머신 비전 시스템은 생산성을 높이고, 결함을 줄이며, 운영 비용을 낮춰 현대 제조에 없어서는 안 될 도구가 되었습니다.

산업용 머신 비전 시장은 기록적인 속도로 확장되고 있습니다. Association for Advancing Automation (A3)의 마케팅 및 회원 서비스 부사장 Alex Shikany에 따르면, 2021년 상반기 북미 매출이 26% 증가하여 기록적인 7억 6,400만 달러에 달했습니다. 2021년 A3 설문조사에서 응답자의 95% 이상이 향후 6개월간 지속적인 성장을 예상했습니다. Vision Ventures의 Dr. Chris Yates는 이러한 모멘텀을 비전의 가치에 대한 인식 제고, 구성요소 및 소프트웨어 비용 하락, 상호운용성 개선, 사용자 친화적 설계 덕분으로 돌립니다.

성숙한 산업과 신흥 산업 모두 비전과 이미징을 수용하고 있지만, 어떤 새로운 애플리케이션이 지평선에 있을까요?

공장 바닥에서 농장까지

농업은 머신 비전을 점점 더 활용하고 있으며, USDA의 2021년 미국 농장 소득이 자동화 덕분에 부분적으로 7.3% 증가하여 4,860억 달러에 달할 것이라는 전망이 이를 뒷받침합니다. 작물을 쌓인 기후 제어 타워에서 재배하는 수직 농업은 로봇 지원에 특히 적합한 빠르게 성장하는 분야로 두드러집니다.

"정밀 농업"은 오랫동안 자동화 노력을 끌어왔습니다. 자율 트랙터가 이제 GNSS/GPS를 사용하여 밭을 탐색하지만, 진정한 자율성은 인간과 가축 같은 장애물을 감지하고 피하기 위한 강건한 인지를 요구합니다. 적외선 카메라, LiDAR, 3D 비행시간 시스템 같은 센서가 점점 더 농장 로봇에 통합되고 있습니다. 일부 자율 기계는 딥러닝 비전 모델을 사용하여 화학물질 없는 제초를 수행하기도 합니다.

수확 자동화는 이미징에 크게 의존합니다. 코봇과 자율 기계는 카메라와 AI를 사용하여 잘 익은 농산물과 덜 익은 농산물을 구별하고 정밀한 픽-앤-플레이스 작업을 안내합니다. Abundant Robotics는 비전으로 잘 익은 과일을 식별하는 사과 따기 로봇의 성공적인 시험을 보고했습니다. 케임브리지 대학은 여러 카메라와 머신러닝 알고리즘을 사용하여 수확할 건강한 상추 머리를 찾는 상추 따기 로봇을 시연했습니다.

수직 농장은 제어된 환경의 이점을 누리며 비전 가이드 식재와 수확에 이상적입니다. 로봇은 묘목을 타워에 정확히 배치하고 나중에 성숙한 작물을 수확하여 수확량을 극대화하고 노동력을 줄입니다.

관행 농업에서 머신 비전은 작물 검사를 지원하여 가뭄 스트레스나 질병을 감지합니다. 지상 센서나 드론에 탑재된 다중분광 및 초분광 이미징이 현장 수준 분석을 위한 검증된 도구가 되었습니다. 적외선 이미지는 식물 건강 이상 감지를 더욱 강화합니다.

정밀 가공과 첨단 인지의 만남

약 4,000억 달러 규모의 정밀 가공(CNC) 부문도 품질과 효율성을 높이기 위해 머신 비전을 채택하고 있습니다. 2021년 업계는 자동화가 결함을 줄이고 운영 비용을 절감하며 인력 활용을 개선함에 따라 약 7% 성장했습니다.

로봇 머신 텐딩은 대량 생산에서 오랫동안 관행되어 왔으나 정밀 가공에서도 주목받고 있습니다. 비전 가이드 로봇이 이제 부품 적재/하역을 처리하여 최소한의 인간 개입으로 고혼합 소량 생산을 가능하게 합니다. 3D 이미징은 공작물의 랜덤 빈 피킹에서 게임 체인저로 부상하여 맞춤형 지그 필요성을 없애고 사이클 타임을 단축합니다.

이러한 사례들은 비전과 이미징 기술이 계속해서 여러 분야에서 새로운 지평을 열며 더 높은 품질, 더 낮은 비용, 더 큰 운영 유연성을 제공함을 보여줍니다.