▲ 포디아이비젼이 개발한 로봇 빈피킹 솔루션 3D센서 ‘TesseraVue’

AI 기반 맞춤 센서 솔루션 기업 ㈜포디아이비젼(4DIVision, 대표 이희공)이 스마트 제조현장에서 물건의 이·적재 자동화 등을 제공하는 로봇 빈피킹(Bin-Picking)을 업그레이드 시킬 수 있는 3D센서를 개발, 기업들로부터 많은 관심을 받고 있다.

빈피킹은 무작위로 정렬된 자재나 제품을 식별하고, 로봇을 활용해 이를 이·적재하는 자동화 시스템을 말한다. 전체 노동력 중에서 많은 부분을 부품이나 자재를 기계에 싣거나 다른 장소로 옮기는데 사용되고 있는 만큼 크고 무거운 중량물을 옮기는 반복적이고 힘든 작업을 하려는 노동자를 구하기 힘든 실정이다.

또 작업자의 안전을 위한 교대 근무와 주 52시간제 및 중대재해처벌법 등의 시행, 인건비도 상승하고 있는 상황이라 인력난 문제가 더욱 심화되고 있다.

이러한 가운데 빈피킹 시스템은 단순노동 작업을 해결하며 업무자의 부담을 감소시켜주고, 가치기반의 작업으로 재배치 해 근무 여건 개선과 생산량 증대에 긍정적인 효과를 주고 있다. 더불어 입출고 영역뿐만이 아니라 분류, 검사 영역 등 다양한 분야에서 활용할 수 있어 스마트팩토리 시대에 각광 받고 있는 기술 중 하나다.

하지만 무작위로 배치된 물품에서 필요한 것만 선택해 선반이나 컨베이어벨트 등의 정확한 위치에 놓도록 하는 일은 인간에게는 쉽지만 로봇에게는 굉장히 어려운 일이다.

이·적재하려는 제품들 중에는 절삭가공이나 광택처리를 해 반사율이 높거나 모양이 꼬여있어 잡아야 할 곳이 마땅치 않은 경우가 있어 피킹이 쉽지 않을뿐더러 로봇 팔이 다른 외부 충돌을 피하고 무한한 방향 중 하나로 움직여 원하는 제품을 골라 목표 대상까지 도달해야 하기 때문이다.

현재 산업 노동력의 3분의 2를 책임지고 있지만 노동력 부족에 시달리고 있는 중소제조기업 현장에서 빈피킹 시스템 도입율이 현저히 낮은 실정인데, 이는 빈피킹 도입을 위한 높은 투자 비용과 복잡한 설치과정 때문이다.

이에 맞춤형 센서 기반 AI 솔루션과 영상처리핵심 기술을 확보한 포디아이비젼은 기존 로봇 팔과 호환 및 커스터마이징이 가능한 3D센서 ‘TesseraVue’를 개발해 빈피킹 솔루션을 고도화시켰다. 이를 통해 빈피킹 설치과정에서의 문제점과 인력으로 인해 발생되는 한계를 해결하고, 더 나아가 중소규모의 공장에 합리적인 가격의 빈 피킹 솔루션 제공이 가능해졌다.

포디아이비젼의 3D센서 ‘TesseraVue’는 자체제작한 GUI(Graphical User Interface) 프로그램으로 피킹할 제품의 모양과 크기를 정밀한 디테일까지 놓치지 않고 포착하도록 했으며, 3D HDR(High Dynamic Range)를 적용해 반사는 물론 장면 전환 시 높은 대비 차이로 인한 이미지 왜곡을 억제시켜 사물 인식 정확도를 높였다.

또한 2D인식과 외부 변수에 강하도록 AI 알고리즘을 설계해 다양한 재질의 제품 표면을 실시간으로 측정하고 위치를 판단해 픽업 정확도를 향상시켰을 뿐만 아니라 로봇 팔의 위치와 각도 등 모션을 계획하고 탐색 경로를 제어하도록 해 로봇팔의 정확한 움직임과 외부 충돌이 발생하지 않도록 했다. 로봇팔의 위치나 각도가 빗나가면 불량이 생기는데 포디아이비젼의 3D센서 기술을 활용하면 불량률 감소로 생산성을 증진시킬 수 있다.

이희공 포디아이비젼 대표는 “포디아비젼은 물체가 움직이거나 위치가 바뀌어도 비전으로 인식해 지정 위치에 잘 도달하도록 하는 3D 비전 시스템을 활용한 3D센서 로봇 팔 랜덤 빈피킹 솔루션으로 힘들고 어려운 제조 환경 개선과 인력난 문제 해결에 기여하고, 다양한 시나리오별 최적화된 모듈을 제공할 수 있는 기술을 개발할 수 있도록 최선을 다할 것”이라고 밝혔다.

또 이희공 대표는 “이번 3D센서를 개발하고 기술을 업그레이드 시키는데 한국세라믹기술원의 2022년 창업도약패키지 지원사업이 큰 도움이 됐다”며, 든든하고 스마트한 지원군 역할에 고마운 마음을 전했다.

포디아이비젼은 한국세라믹기술원 창업도약패키지 지원사업으로 제품 고도화뿐만이 아니라 국내외 대·중견기업과의 협력을 통해 실증테스트를 진행 중이며, 한 전자기업의 글로벌 생산라인에 솔루션을 이식·확산 도입할 예정이다. 또한 올해 양산 준비를 위한 투자유치를 계획 중이다.

한국세라믹기술원 창업도약패키지 지원사업은 유망 기술 아이템을 보유한 창업기업의 비즈니스 모델 혁신 및 제품·서비스 고도화를 지원해 스케일업을 촉진하는데 기여하고 있다.

한편, 포디아이비젼은 9건의 특허출원·등록과 세계여성발명대회에서 과학기술부 장관상, 금·은·동상 등을 수상한 탄탄한 기술력을 바탕으로 다수의 스마트 팩토리 사업 및 프로젝트를 성공시켰으며 이번 구매조건부 사업에서 해군의 AI 키오스크를 활용한 부대 출입 무인자동화 시스템 개발에 선정됐다. 포디아이비젼은 앞으로 국내외 기업들과 협력을 확대하고 적극적인 투자유치를 통해 기술 개발과 시장 및 규모 확대를 목표로 하고 있다.