▲GIB

수많은 벽돌과 짐이 여기저기 널린 공사장, 이 많은 물건을 효율적으로 옮길 방법이 없을까요? 사람의 팔보다 훨씬 튼튼하고 빠른 팔이 있다면 어떨까요? 집게 손과 팔이 달린 보행 로봇, 로봇암(Robot Arm)을 소개합니다!

만들어보자! 지레와 도르래의 만남, 크레인

인류는 오래전부터 큰 힘을 들이지 않고도 무거운 물체를 움직이고 싶어 했어요. 대표적인 도구가 지레와 도르래예요. 지레는 긴 작대기의 한 점을 받침대 등으로 고정시킨 뒤, 한쪽엔 물건을 올리고 다른 한쪽엔 힘을 줘서 물건을 쉽게 들어 올려요. 수천 년 전 고대 이집트에서도 지렛대를 쓴 흔적이 있어요. 또 도르래는 바퀴에 줄을 감아 힘의 방향을 바꿔요. 여러 개를 함께 쓰면 무게가 나뉘어 더 적은 힘으로 물체를 들어 올릴 수 있죠.

크레인에는 이러한 지레, 도르래의 원리가 함께 적용돼요. 크레인은 건설 현장에서 무거운 재료나 도구를 옮기는 기계로, 긴 팔을 지레처럼 쓰고 도르래로 줄을 여러 가닥으로 나누어 물건을 들 때 무게 부담을 줄여요. 특히 커다란 집게와 여러 마디의 팔이 달린 ‘너클 크레인’은 트럭에 물건을 싣는 등 정밀한 작업을 하는 데 쓰여요. 로봇암을 만들며 튼튼한 로봇팔과 집게가 물건을 얼마나 잘 옮기는지 직접 확인해 볼까요?

알아보자! 지금 공장은 인공지능(AI) 로봇팔 시대

▲포스코

끓는 쇳물 속의 불순물을 걸러내는 로봇팔.

1500℃가 넘는 쇳물의 온도와 성분, 원료의 양을 실시간으로 계산하고 관리하는 인공지능(AI) 로봇팔이 등장했어요. 우리나라 철강 기업 포스코는 2024년부터 쇳물을 강철로 만드는 과정에 로봇팔을 활용하고 있어요. 예전에는 사람이 방열복을 입고 직접 뜨거운 쇳물을 관리했지만, 이제는 AI가 데이터를 분석해 원료 투입부터 강철을 꺼내는 과정까지 판단하고 로봇팔로 제어해요. 사람은 AI가 수집한 데이터를 그래프로 확인하면서 과정이 제대로 진행되는지 확인하죠.

거대한 배를 만드는 데도 AI 로봇팔이 활약하고 있어요. 선박, 해양 구조물 제조 기업인 삼성중공업은 지난해 10월 로봇팔로 선박의 외관과 뼈대를 만드는 작업에 성공했다고 밝혔어요. 설계도를 보고 철판을 용접하라고 명령하면, AI가 철판의 크기를 확인해 필요한 모양으로 자르고 붙이죠. 덕분에 사람은 힘들고 위험한 일을 하지 않아도 되고, 제품의 모양과 품질도 고르게 유지할 수 있답니다.

로봇암, 이렇게 만들자!

➊ 보행용 모터 2개를 넣은 투명 기어 박스, 회로가 들어간 짙은 회색 틀, 다리 부품을 합친다.

➋ 기어와 고정대, 모터를 순서대로 넣어서 작은 기어 박스를 완성한 뒤 1번과 합친다.

➌ 집게와 집게 전용 모터를 전용 박스에 넣어 완성한 뒤 2번과 합친다.

➍ 모터 4개의 전선을 연결하고, 리모컨 케이블도 연결한다.

[꿀꺽! 수학 한 입] 대칭수 나와라, 얍!