제조업체에서 생산성을 높이기 위한 로봇과 사물인터넷(Internet of Things) 도입에 따른 작업자와 로봇 협업 등 미래공장 연구가 활발하다.

미국 퍼듀대(Purdue University)는 MIT(Massachusetts Institute of Technology)와 인디애나대(Indiana University) 공동 연구팀과 제조사가 근로자, 로봇 및 기계 간의 상호 작용을 현실감있게 시뮬레이션 할 수있는 플랫폼과 함께 새로운 기술을 개발중이다.

이 연구는 ‘미래 투자를 위한 10가지 아이디어’ 중 하나로 휴먼-테크놀로지 프론티어 (Human-Technology Frontier) 프로그램, 국립과학재단(National Science Foundation)의 노동의 미래(Future of Work)에서  250만 달러를 지원했다.

새로운 기술을 도입하기 전에 공장 설정을 시뮬레이션하면 제조업체가 비즈니스적 성공과 위험을 평가하고, 직원 교육 등을 통한 경쟁력을 유지하는 데 도움이 된다.

커비 리스크(Kirby Risk)사 대표 도우 멘스필드(Doug Mansfield)는 “기술 발전이나 새로운 장비를 도입 할 때마다 기술에 익숙해지고 그것이 인간과 상당한 조화를 이룰 때까지 학습 곡선이 꽤 가파르다”며  말했다. 커비사는 전기 공급, 배선 장치 및 제어반 어셈블리, 정밀 기계 가공 및 모터 수리 및 동력 전달을 전문으로 하는 인디애나 기반 민간기업이다.

시뮬레이션 플랫폼은 인공 지능과 증강 현실(augmented reality)을 포함 할 것이다. 즉 컴퓨터가 인간을 도와 현실 세계의 물체 인식이 증강되거나 강화된다. 이 플랫폼은 또한 IoT를 사용, 인간과 로봇과 기계를 무선으로 연결함으로써 서로 통신하고 서로 협력 할 수 있게 한다.

프로젝트 리더 카딕 라마니(Karthik Ramani)와   도날드 페더슨(Donald W. Feddersen) 퍼듀대 기계공학교수는 “증강 현실과 사물인터넷을 통해 로봇은 작업자의 마음과 손을 확장할 수 있다”며 “따라서 최소한의 훈련만으로 근로자는 압축기를 수리하는 것과 같이 훨씬 더 까다로운 작업을 로봇의 도움으로 수행 할 수 있다”고 말한다.

시뮬레이션은 공장 전체나 물류창고에 적용가능 하다. 인간과 작업하는 로봇이 무거운 물체나, 배송 상자를 집어 운반, 컨베이어 벨트로 전달 과정을 시뮬레이션 하는 등 새 작업공정을 포함한다.

이 시뮬레이션은 또한 일상 작업을 수행 할뿐만 아니라 다른 로봇과 작업을 공유 할 수 있도록 로봇과 협업하는 작업자를 미리 숙련시키는 방법으로도 사용된다. 인디에나대 학습과학 부교수 키리 페플러(Kylie Peppler) 팀은 공학도들이  미래 공장에 필요한 기술을 개발에 관심을 갖고 참여하도록 하고 있다.

시몬 노프(Shimon Nof) 퍼듀대 산업공학교수는 ‘생산을 위한 PRISM센터’ 담당 이사를 겸한다. 그는 이 새로운 플랫폼을 사용해 인간이 로봇과 협력 할 수있는 다양한 방법을 연구할 예정이다. 이 프로젝트에는 인지심리학 부교수 토마스 레딕(Thomas Redick)과 전기컴퓨터공학 조교수 알렉스 퀸(Alex Quinn)이 합류해 기술과 노동이 시스템과 어떻게 전환되는지 연구한다.

근로자가 로봇으로 작업하는 새로운 유형의 작업에 대해 배우는 것은 중요하다. 지난 20년 동안 도입된 새로운 기술로 인해 노동 수요가 충분히 증가하지 못했다는 연구 결과가 있기때문이다.

다론 에이스모글루(Daron Acemoglu) MIT 경제학교수는 “이 실패는 부분적으로는 신 기술이 이전에 노동에 의해 수행 된 작업 범위를 자동화하는 과정에서 작업자를 도와 다른 부문에서 충분한 수요를 창출하기 위해 생산성을 향상시키려 하지않았기 때문”이라고 말한다.이 프로젝트의 일환으로 Acemoglu팀은 로봇을 사용해 인간을 돕는 노동 시장의 영향를 연구 할 것이다. 그는 “인공 지능과 증강 현실에 힘 입어 새로운 세대의 기술이 근로자를 대체하기보다는 생산성을 높이고 보완 할 수 있기를 바란다”고 말했다.

NSF는 지원을 통해 학생들이 전자공학과 코딩으로 스마트 공장의 기능을 향상시키는 새로운 공학자가 되길 기대한다. 이 플랫폼으로 개발되는 기술은 점차적으로 직장에 도입되고, 미국 전역의 학교에서 학생들을 사전 숙련시킬 것이다.

연구를 지원하는 업체와 기관은  커비 리스크 (Kirby Risk), 파라 메트릭 테크놀로지 코퍼레이션 (Parametric Technology Corporation), 제너럴 일렉트릭 글로벌 리서치 (General Electric Global Research), 인디애나 기술 및 제조회사들, 쿡 바이오텍(Cook Biotech), 상상력 스테이션(the Imagination Station), 와바시 하트 랜드 혁신 네트워크 및 타타 컨설팅 서비스 신시내티 혁신 연구소(the Wabash Heartland Innovation Network and Tata Consultancy Services Cincinnati Innovation Labs) 등이 있다.

퍼듀 대학 (Purdue University) 대학원 다양성 이니셔티브 (University Diversity Initiatives),  퍼듀 대학교 파운드리 (Purdue University Foundry) 등에서 지원한다.

출처 : Purdue University, Kayla Wiles.