MetraLabs 로봇, AI 시대 자동차 공급망 변혁 예고

튀링겐 숲에서 시적인 삶을 사는 공동 창업자 요하네스 트라버트는 미래가 인간과 로봇 간 '영리한 업무 분담'에 초점 맞출 것이라고 말합니다.

독일 일메나우 — 요하네스 트라버트의 목소리엔 평온이 깃들어 있습니다. 그는 최신 프라운호퍼 연구소 건설 현장(동독 시대 산업 유물 옆에 자리 잡음)을 자신의 슈코다로 지나치며 1780년 괴테가 근처 키켈하인 산장 나무 벽에 새긴 시 '방랑자의 야상곡 II'를 읊습니다:

모든 산봉우리 위에
평화 깃들고
모든 나무 끝에서
느껴지네
간신히 한 숨결
숲속 작은 새들 침묵하네
기다려라, 곧
너도 쉬게 되리.

트라버트는 이 시를 '쉬어라, 식혀라, 인생의 우선순위를 재고하라'는 의미로 해석합니다.

그는 1990년 철의 장막 뒤 독일인들이 해방된 이래 이곳 튀링겐 숲에서 일군 만족스러운 삶을 떠나지 않기로 했습니다. 캘리포니아 회사가 로봇공학과 자동화 전문성을 찾아왔을 때 그렇게 했습니다.

그 삶엔 고등학교 친구 세 명과 대학 시절(2001년) 창업한 MetraLabs, 제조업에 종사하는 아내와의 결혼, 쌍둥이 자녀, 독일 반도체 기업 Infineon의 운영 대폭 개선 지원 등이 포함됩니다.

그 삶엔 제조 현대화에 대한 MetraLabs의 기여가 독일뿐만 아니라 체코, 프랑스, 영국, 싱가포르, 미국에서도 인정받았다는 사실도 포함됩니다. 그의 사무실에서 몇 블록 떨어진 반짝이는 새 정부 연구소엔 프라운호퍼와 MetraLabs가 공유하는 모바일 로봇 혁신 랩이 들어설 예정입니다.

대폭 단축된 시간

Infineon은 MetraLabs 영향력의 대표적 사례입니다.

자동차 부품 공급사인 Infineon은 환경 파라미터가 충족되지 않아 일일 생산분을 폐기해야 하는 일이 있었는데, 이는 공기질 샘플 수집에 수시간을 들인 뒤에야 발견되곤 했습니다. 그게 인력 투입 방식이었습니다.

하지만 2010년부터 MetraLabs의 자율 로봇 Scout를 이용해 공기 중 희귀 가스 존재 데이터를 수집하는 데 걸리는 시간을 300분에서 10분으로 줄였습니다.

18명의 직원으로 MetraLabs는 제조업체가 RFID 트랜스폰더를 이용한 자율 재고 조사에 흔히 쓰는 로봇을 만듭니다. '이건 공작소, 소규모 공장에서도 쓰입니다. 예를 들어 로봇이 고가 공구 재고를 조사하는 식이죠'라고 트라버트는 말했습니다.

Scout(클린룸용) 외에도 MetraLabs는 제조업체가 운반하려는 물품에 맞춰 개조하는 Scitos X3 로봇을 만듭니다.

Infineon은 MetraLabs 로봇으로 웨이퍼, 마스크, 공구를 공장 내 운반하기도 합니다. '이 경우 로봇이 전달한 공구를 자동으로 기계에 장착합니다'라고 트라버트는 말했습니다.

주 목표는 클린룸에서 인적 요소를 배제하는 것입니다. '사람이 클린룸에서 모든 종류의 오염원이 되기 때문'이라고 그는 말했습니다.

대학 연구소, Fabmatics와의 협력이 핵심

MetraLabs의 성공엔 일메나우 공과대학의 NIKR LAB(신경정보학 및 인지 로봇 연구실)과의 15년 공동 학술 연구가 한몫합니다. 호르스트-미하엘 그로스가 이끄는 이 연구실은 인간과 모바일 로봇 간 상호작용을 위한 이론적 방법론을 개발하고 발전시킵니다.

또한 드레스덴 소재 Fabmatics와의 협력도 중요합니다. 이 회사는 반도체 제조 공장의 물류 흐름 및 핸들링 공정 자동화를 전문으로 합니다. '우리 제품이 그들의 '카탈로그'에 잘 들어맞았습니다'라고 트라버트는 말하며, 양사가 미국 소재 칩 제조업체에 구현한 설치 사례가 있으나 이름은 밝힐 수 없다고 덧붙였습니다.

확실히 MetraLabs 제품은 클린룸 용도에 국한되지 않습니다.

이 회사 로봇은 독일 자동차 부품 공급사에서도 쓰입니다. '이건 더 큰 버전의 Scitos X3입니다'라고 그는 말했습니다. '이 로봇은 자동차의 더 크고 무거운 내장 부품을 한 기계에서 다른 기계로 운반합니다. 마치 조각난 컨베이어 벨트, 또는 개별형 컨베이어 벨트 같죠: 컨베이어 벨트를 여러 로봇이 대체해 특정 부품을 한 작업장에서 다음 작업장으로 단계적으로 조립해 나갑니다.'

이 로봇들은 사람을 보고 상호작용합니다.

'때론 터치스크린 디스플레이가 달린 로봇으로 정보를 확인하기도 합니다. 그냥 사람이 지나가길 기다리기도 하고, 사람을 피해 가기도 합니다. 이는 고객 선호에 따라 다릅니다'라고 트라버트는 말했습니다.

목적지만 주면 되는 로봇

MetraLabs 로봇은 GPS와 유사한 실내 위치 시스템을 장착해 소유자가 기계를 '자율 능력을 활용해 장애물을 피해 그냥 달리게' 설정할 수 있다고 그는 말했습니다. '우리는 특정 경로가 필요 없습니다. 목적지만 있으면 됩니다.'

로봇의 자율성엔 점심, 저녁, 잠 잘 틈 없는 24/7 작동이 포함됩니다.

MetraLabs 로봇은 데이터를 디지털로 자율적으로 수집합니다.

'오늘날 큰 질문은 빅데이터를 어떻게 활용할지, 그리고 특정 패턴을 도출하고 데이터를 활용하는 데 필요한 거대한 데이터 더미를 어떻게 얻을지입니다'라고 트라버트는 말했습니다. '따라서 우리는 특정 유형의 모니터링을 수행하는 로봇을 점점 더 개발하고 있습니다.'

MetraLabs는 처음에 공기질을 확인하며 돌아다니는 로봇을 전문으로 했습니다. 나중엔 RFID 기반 재고 조사 로봇을 개발했습니다. 이제 카메라와 이미지 처리 기능을 갖춘 로봇을 만듭니다. 이는 제조업체가 '무엇을 얼마나 쓰는지, 언제 어떤 종류의 공구 상자를 리필해야 하는지 추적'하는 데 도움이 된다고 그는 말했습니다.

고객들은 로봇 사용 전 '정말 비싼 공구가 테이블 서랍에 숨어 있는데 새 걸 샀던 사례가 있었다'고 트라버트에게 말했습니다. '공구는 줄곧 거기에 있었는데'—공장 근무자들이 감지하지 못했던 것입니다.

클래식 AGV가 경쟁자

PAL Robotics가 경쟁사임을 트라버트는 인정했습니다. '하지만 공장 내 물품 이송 같은 수송 작업에서 우리 주 경쟁자는 클래식 AGV(자율 가이드 차량)들입니다.'

MetraLabs는 클래식 AGV 대비 큰 이점이 있습니다. AGV는 '특정 궤적을 따릅니다'라고 그는 말했습니다. '바닥에 깔린 케이블을 따르거나, 바닥에 그려진 색선을 따르거나, 반사판을 따릅니다. 그건 매우 정적인 궤적입니다. 공차가 없습니다. 우리 로봇은 환경, 장애물, 바닥 상태에 관대합니다.

'목적지만 주면 됩니다. 특정 경로가 필요 없죠'라고 트라버트는 말했습니다. '물론 경로를 정의할 순 있습니다. 보행로라면 우측 통행하게 정의할 수 있죠. 하지만 우리 로봇을 쓰기 위해 인프라를 바꿀 필요는 없습니다. 로봇이 환경을 학습하고 AI(인공지능)를 이용해 지도를 생성합니다. 생산 시설 레이아웃이 바뀌면 지도를 적응시킬 수 있고, 이 적응은 반자동이라 레이아웃 변경 등에 맞춰 많은 사람 손이 필요하지 않습니다.'

로봇이 단조로운 업무 담당

미래는 인간과 로봇 간 '영리한 업무 분담'에 초점 맞출 것이라고 그는 말했습니다.

그러면 인간은 자신이 하는 일에 더 만족하게 될 것이라고 덧붙였습니다. '우리 로봇이 설치된 곳에선 인간의 일이 더 매력적으로 변하거나 기존 일이 향상됩니다. 인간 고유 역량이 이전보다 더 잘 활용되기 때문이죠: 단조롭고 멍청한 부분은 로봇이 맡습니다.'

인간 노동자가 예전만큼 풍부하지 않은 곳에선 '그들을 최대한 활용해야 합니다'라고 트라버트는 말했습니다. '그건 생산 시설을 가로질러 물품을 나르는 게 아니라, 생산 자체와 가치 창출에 관여시키고, 품질을 검사하고, 모든 게 돌아가게 하는 일입니다.'

기회 가득한 튀링겐

MetraLabs는 성장의 좋은 부분이 자동차 부품 공급 산업의 신규 고객에게서 올 것으로 봅니다.

튀링겐 주에 640개 자동차 및 부품 공급 기업이 있다는 사실은 해가 안 된다고 튀링겐 주 개발공사 수석 부사장 아르눌프 울프는 말했습니다. '그들이 시장과 매우 가깝게 있을 기회입니다'—튀링겐이 자동차 부품 공급사로 두텁기 때문만이 아니라 헤센, 바이에른, 바덴뷔르템베르크 주와 인접해 있기 때문이기도 합니다.

거기다 센서 및 제조 디지털화와 얽힌 주의 번성하는 광학 산업이 튀링겐을 '매우 강하고 매력적으로' 만드는 공생 관계를 제공한다고 그는 말했습니다.

AI 물결이 닥쳐오다

자율주행차 같은 시장 수요에 적응하는 완성차 업체들은 경쟁력을 유지하기 위해 AI 기능을 추가하고 있습니다.

'그래서 기계가 '5분 후면 부품이 떨어지니 지금 로봇에 알려야지, 로봇이 새 부품 가져오는 데 4분 걸리니까'라고 아는 겁니다'라고 트라버트는 말했습니다. '이렇게 데이터의 지능적 활용이 점점 더 통합되고, 자율 로봇이 이동하며 데이터를 수집하고 활용하는 과정도 함께 진행됩니다.'

불과 몇 달 후 트라버트는 프라운호퍼 IOSB 첨단 시스템 기술 분과와 프라운호퍼 IIS 무선 분배 시스템 부서 내부에서 이런 통찰을 공유하게 될 것입니다.

'저기가 우리 로봇을 위한 번쩍이는 유리벽 프레젠테이션 홀이 될 겁니다'라고 그는 반쯤 지어진 4층 건물을 가리키며 말했습니다. '우리 개발 구역이 좀 구식이긴 하지만 좋은 대비가 되죠. 매력도 있고, 그렇죠?'

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방랑자의 야상곡 II

(독일어 듣기: www.tinyurl.com/NightsongByGoethe)

모든 산봉우리 위에
평화 깃들고
모든 나무 끝에서
느껴지네
간신히 한 숨결
숲속 작은 새들 침묵하네
기다려라, 곧
너도 쉬게 되리.