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보다 가볍고 출력 높은 로봇 팔 개발… “유압 협동로봇 전문가가 되고파”

  • 조회 : 1453
  • 등록일 : 2020-01-31
보다 가볍고 출력 높은 로봇 팔 개발… “유압 협동로봇 전문가가 되고파”의 대표사진

재학생 이야기

보다 가볍고 출력 높은 로봇 팔 개발… “유압 협동로봇 전문가가 되고파”

김정영 학우(박사과정, UST-한국생산기술연구원(KITECH) 스쿨 로보틱스 및 가상공학 전공)

겨울비가 촉촉이 내리던 1월 어느 날, KITECH 안산연구센터를 찾아갔습니다. UST-KITECH 스쿨에서 박사과정을 밟고 있는 김정영 학우를 만나기 위해서였지요. 김 학우의 안내에 따라 도착한 유압로봇연구실에는 한창 개발 중인 유압로봇, 보행로봇, 웨어러블 로봇 등을 볼 수 있었습니다. 수십 년 전만 해도 로봇은 공상과학영화에서나 볼 수 있었는데요. 이제는 산업현장부터 일상에까지 로봇의 역할이 깊게 녹아들고 있죠. 그 역할은 앞으로 더욱 더 확대될 전망이고요. 그래서 오늘 인터뷰가 참 반갑더라고요. 우리나라 로봇산업의 미래와 만나는 것이었으니까요.

오늘의 나를 만든 인생 조각들

유압로봇연구실은 포크레인과 같은 중장비에서 사용하는 고출력 유압 구동 시스템을 로봇 시스템으로 적용하기 위한 연구를 수행합니다. 김 학우의 연구는 무게가 무겁거나 동작범위가 작은 기존의 유압 구동 시스템의 액추에이터를 개선하고자 하는 건데요. 로봇관절이 더욱 원활하게 움직일 수 있도록 새로운 구동 모듈을 개발하고 있습니다.

김 학우는 2016년 UST-KITECH 스쿨에 입학했습니다. 햇수로 5년이 되었지요. 내년에 졸업을 앞두고 있기 때문에 고참 정도 위치의 학생연구자가 아닐까 하는데요. 그래서인지 UST 학생으로서 경험했던 ‘최고의 순간’이 언제인지 가장 궁금했습니다. 김 학우는 그 질문에 Young Scientist 양성사업에 참여하고 좋은 결과를 냈던 2년 동안의 시간을 꼽았습니다. 그는 2018년 Young Scientist 양성사업에 선정되었고요, 2019년에는 평가 우수과제에 선정되는 쾌거를 거뒀습니다. 결과만 놓고 보면 김 학우의 연구가 탄탄대로 위에 서 있는 것처럼 보이겠지만, 사실 그렇지 않았습니다. 자기 연구를 지켜내기 위한 몸부림 끝에 얻은 결과거든요.

제가 Young Scientist 양성사업에 참여하게 된 계기는 후속연구에 필요한 연구비를 지원받기 위함이었습니다. 과제 공고 시기였던 2018년 가을은 제 연구과제가 포함된 연구과제기간이 6개월밖에 남지 않은 상황이었어요. 해당 주제로 연구를 계속 하기 위해서는 후속 과제가 반드시 필요했는데요. 당시에는 이를 장담할 수 없었어요. 후속 과제로 진행하지 못하면 연구주제를 변경할 수도 있다는 불안감이 저를 압도했습니다.

그만큼 김 학우에게는 Young Scientist 양성사업이 아주 절실하게 필요했던 거죠. 다행히도 결과가 좋아 연구과제를 계속 진행할 수 있었습니다. Young Scientist 양성사업은 그에게 다양한 기회를 제공했습니다. 연구과제의 전반적인 프로세스를 익혀 독립적인 연구자로서의 잠재력을 키울 수 있었고요. 국내외 다양한 연구교류를 수행할 수 있었죠.

“Young Scientist 양성사업은 연구동기, 연구목표 및 문제 정의 등을 보다 선명하게 그릴 수 있는 계기가 되었습니다. 사실 이 연구과제를 수행하기 전에는 지도교수님께서 제시해주신 연구주제 테두리 안에서 문제를 해결하고자 했던 것 같습니다. 물론 지금도 많이 부족하지만, 이 경험을 통해 제 연구주제에 대해 보다 책임감 있는 모습으로 변화할 수 있었어요.”

김 학우는 해당 연구로 와이어 구동 유압 액추에이터 모듈을 개발했습니다. 이는 기존 유압 액추에이터 수준의 고출력을 내는 반면, 무게가 가볍고 동작범위가 넓은 것이 특징입니다. 최근에는 이를 이용해 기능이 향상된 매니퓰레이터를 개발했습니다. 현재 협동로봇 시장에서는 전기모터로 구동되는 매니퓰레이터가 대중화 돼 있는데요. 김 학우는 10kg 이상의 중량물을 핸들링 할 수 있는 동시에 같은 출력의 전기모터 매니퓰레이터보다 10kg 이상 더 가벼운 매니퓰레이터를 개발했습니다.

“저는 유압로봇과 전기모터 로봇 간의 간극을 줄이는 방법을 모색하고 있어요. 기존의 전기모터 로봇이 수행하는 대부분의 일을 하는 동시에, 유압로봇의 장점인 가벼우면서도 고출력을 낼 수 있는 로봇을 만들고자 하는 겁니다. 이 연구가 성공적으로 수행되면, 부품 단위의 조립공정부터 자동차와 같은 대형 시스템 조립공정까지 적용할 수 있는 협동로봇을 구현할 수 있으리라고 생각합니다.”

“연구의 실패를 내 인생의 실패로 여기지 않았으면”

김 학우는 석사과정 졸업 후에 박사과정에 다시 입학했습니다. 흔치 않은 사례이기 때문에 그 이유가 무척 궁금했는데요. 그 안에는 대학원생이라면 누구나 하게 되는 아주 짙은 고민이 녹아있더군요. 보다 주도적인 연구를 하고 싶어 UST 학위과정에 지원했는데, 이상과 현실은 하늘과 땅 차이였다고 해요. 이제 막 석사과정을 시작한 학생이 홀로 할 수 있는 일은 거의 없었기 때문이죠.

그때 김 학우를 다시 배움의 길로 이끈 것은 지도교수님이신 박상덕, 조정산 교수님입니다. 특히 조정산 교수님께서 이런 고민에 대해 진심 어린 조언을 해주셨다고 해요. 덕분에 흰 도화지와도 같았던 그의 연구세계는 이제 다채로운 색깔로 채워지고 있습니다. 극복과 도전, 열정, 뚜렷한 목표와 함께요.

같은 학생 입장에서 이런 이야기를 해도 될지 모르겠지만, 학우분들에게 감히 한 마디 드리자면요. 지금 겪는 연구에서의 실패를 자신의 실패로 받아들이지 않았으면 좋겠습니다. 실패에 대한 두려움 때문에 걸음을 멈추기 보다는, 현재 상황에서 최선을 다할 수 있는 방법을 고민했으면 해요. 어차피 학위과정은 인생에 한 번 뿐이니까요!

김 학우는 앞으로 두 가지 연구를 하려고 합니다. 첫 번째로, Young Scientist 양성사업 과제 결과물을 활용하여, 유압 액추에이터 성능 고도화를 실현하고, 이를 기초한 협동로봇 형태의 유압 매니퓰레이터를 개발하는 것입니다. 다른 하나는 근로자의 근력 수준을 보조하는 허리 및 무릎관절 보조 시스템을 만드는 것입니다. 그의 연구인생은 추운 겨울을 지나 봄을 맞았어요. 깊은 어둠 끝에 새벽이 찾아왔고요. 앞으로도 힘든 일은 무수히 많겠지만, UST에서의 경험이 김 학우에게 결코 사라지지 않는 힘이 되길 바랍니다.

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