전동 액츄에이터로 완성되는 인간형 로봇

사람처럼 걸어와 인사를 건네고, 필요할 때는 물건을 들어 정확한 위치에 옮기는 로봇을 떠올려보면, 우리는 흔히 인공지능이나 외형 디자인을 먼저 생각합니다. 그러나 이런 자연스럽고 정교한 동작의 근원에는 눈에 잘 보이지 않는 핵심 부품이 존재합니다. 바로 전동 액츄에이터입니다.

 

전동식 액추에이터는 로봇의 각 관절에 회전력을 전달하는 구동 장치로, 사람의 근육과 같은 역할을 합니다. 인간형 로봇(Humanoid Robot)은 단순히 사람을 닮은 외형을 갖추는 데서 그치지 않고, 실제 사람과 유사한 움직임과 반응을 구현해야 합니다.

 

팔을 들어 올릴 때 어깨, 팔꿈치, 손목이 연결되어 움직이고, 걸음을 내디딜 때 발목과 무릎이 순간적으로 힘을 내며 균형을 잡는 것처럼, 로봇 역시 수십 개의 관절이 동시에 작동해야 비로소 자연스러운 동작을 수행할 수 있습니다. 이 모든 관절의 힘과 움직임을 만들어내는 주체가 전동 액츄에이터입니다.

 

 

인간형 로봇과 전동 액츄에이터의 관계

인간형 로봇의 움직임은 여러 관절이 동시에 협력하는 복합적인 작용의 결과입니다. 사람의 팔을 들어 올리는 동작을 떠올려 보면, 어깨, 팔꿈치, 손목이 순서대로 힘을 주고 조화를 이루어야 비로소 자연스러운 움직임이 완성됩니다.

 

로봇도 마찬가지로 각 관절에 전동식 액추에이터가 배치되어 있어야 하며, 이들이 유기적으로 작동해 하나의 흐름 있는 동작을 만들어냅니다.

 

또 사람이 걸어다닐때의 동작도 생각해 보겠습니다. 발을 내디딜 때 지면이 약간 기울어져 있으면, 발목 근육이 즉시 각도를 조정해 균형을 유지합니다.

 

로봇에게는 근육이 없지만, 발목에 장착된 전동 액추에이터가 같은 역할을 합니다. 센서가 지면 변화를 감지하면 액추에이터가 곧바로 회전 각도와 힘을 조정해 균형을 잡습니다. 이렇게 해야 로봇도 자연스럽게 걸을 수 있습니다.

 

결국 전동 액츄에이터는 단순히 힘을 전달하는 부품이 아니라, 각 관절의 움직임을 세밀하게 조율해 전체 동작의 완성도를 높이는 핵심 장치입니다. 따라서 전동 액추에이터의 성능은 곧 로봇이 사람처럼 자연스럽게 움직일 수 있는지 여부를 결정짓는 중요한 요소입니다.

 

 

인간형 로봇(Humanoid Robot)에 필요한 액추에이터 성능

지능형 로봇이 사람처럼 자연스럽게 움직이기 위해서는 각 관절이 부드럽게 작동하면서도 필요할 때 즉시 충분한 힘을 낼 수 있어야 합니다.

 

이는 단순히 외형을 닮는 것을 넘어, 실제 사람과 유사한 움직임과 균형 감각을 구현하기 위해 반드시 필요한 조건입니다. 관절이 유기적으로 연결되어 힘을 조율해야만 안정적인 동작이 가능하며, 이를 위해서는 각 부위에 장착된 액추에이터가 연속적이고 정확하게 작동해야 합니다.

 

액추에이터의 크기와 무게는 이러한 성능에 직접적인 영향을 줍니다. 부품이 지나치게 크면 로봇의 팔다리가 두꺼워지고 움직임이 둔해지며, 반대로 너무 작으면 필요한 힘을 충분히 낼 수 없습니다. 따라서 외형과 무게를 해치지 않으면서 안정적인 구동력을 제공하는 설계가 필요합니다.

 

 

이러한 이유로 인간형 로봇에 사용되는 액추에이터는 몇가지 가지 중요한 조건을 만족해야 합니다. 일단 하루에도 수천 번 반복되는 관절 동작에 견딜 수 있는 내구성과 긴 수명이 필요합니다.

 

로봇이 장시간 작동하는 환경에서 부품의 마모나 성능 저하가 빠르게 발생한다면 유지보수 비용이 급격히 늘어나고 신뢰성도 떨어집니다.

 

 

또, 소형화와 컴팩트한 설계를 통해 외형 디자인과 구조 설계의 자유도를 높여야 합니다. 이는 단순히 공간을 절약하는 차원을 넘어, 사람과 비슷한 비율과 라인을 구현하는 데 중요한 역할을 합니다.

 

이런 다양한 조건이 모두 충족되면 로봇은 사람과 함께 생활하거나 작업하는 환경에서 더욱 자연스럽고 안정적으로 동작할 수 있습니다.

 

나아가 산업 현장에서 무거운 물체를 반복적으로 옮기거나 서비스 분야에서 세밀한 손동작을 요구하는 업무까지도 수행할 수 있으며, 그 활용 범위는 산업용 로봇, 휴머노이드, 서비스 로봇 등 다양한 분야로 확장될 것입니다.

 

(주)본시스템즈 전동 액츄에이터만의 특징

당사가 개발한 전동식 액추에이터는 앞서 언급한 세 가지 조건을 모두 충족합니다. 우선, 박형 구조임에도 강한 힘을 발휘할 수 있어 세련된 외형의 휴머노이드 제작이 가능하며, 다양한 작업 환경에서 안정적으로 사용할 수 있습니다.

 

이러한 설계는 Humanoid Robot의 외형을 가볍고 슬림하게 유지하면서도 실질적인 작업 성능을 확보할 수 있도록 돕습니다.

 

또한 맞춤형 감속비 설정이 가능해 로봇의 용도와 각 부위의 요구에 따라 최적화된 성능을 구현할 수 있습니다.

 

팔, 다리, 손가락처럼 움직임의 특성이 다른 부위에 알맞은 구동 특성을 부여함으로써 전체 동작의 완성도를 높입니다. 여기에 (주)본시스템즈만의 사이클로이드 기어 치형 설계 기술을 적용해 부드러운 움직임과 안정적인 내구성을 동시에 확보했습니다.

 

[풀영상 : Bonsystems Global]

 

 

이러한 장점 덕분에 (주)본시스템즈의 액추에이터는 단순한 부품을 넘어 설계 자유도를 넓히고 개발 속도를 앞당기는 핵심 솔루션으로 자리매김하고 있습니다.

 

휴머노이드뿐만 아니라 물류 자동화 장비, 협동 로봇, 특수 작업 로봇 등 다양한 분야에서 요구되는 조건을 충족하며, 폭넓게 활용될 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.

 

현재 인간형 로봇(Humanoid Robot) 산업은 상업화와 대중화를 위해 빠르게 발전하고 있습니다. 이 과정에서 전동 액츄에이터는 로봇의 성능과 경쟁력을 결정하는 중요한 요소로 부상하고 있습니다.

 

저희는 고토크, 경량, 컴팩트 설계를 모두 충족하는 액추에이터를 통해 휴머노이드 로봇의 가능성을 확장하고 있으며, 산업 현장과 일상 속으로 로봇이 더욱 깊숙이 들어올 미래를 대비하고 있습니다.

 

 

 

자주 묻는 질문 (FAQ)

Q. 맞춤형 전동 액츄에이터 제작 시 어떤 정보를 제공해야 하나요?

맞춤형 액추에이터를 설계하려면 로봇의 사용 목적, 필요한 토크와 속도, 설치 공간, 그리고 작동 환경에 대한 정보를 제공해야 합니다. 이러한 세부 사항이 정확할수록 요구에 부합하는 사양으로 설계할 수 있습니다.

Q. 지능형 로봇 액추에이터 개발에서 가장 큰 도전 과제는 무엇인가요?

인간형 로봇에서는 한정된 공간 안에서 충분한 힘을 발휘하는 동시에 부드럽고 자연스러운 움직임을 구현해야 합니다. 또한 장시간 사용에도 성능이 저하되지 않도록 내구성을 확보해야 하므로, 기계 설계와 소재 선택, 제작 기술 간의 균형이 매우 중요합니다.

Q. (주)본시스템즈 액추에이터는 어떤 점에서 차별화되나요?

당사의 전동식 액추에이터는 박형 구조임에도 강력한 힘을 발휘합니다. 맞춤형 감속비 설정이 가능하여 로봇 각 부위의 요구 성능에 맞게 조정할 수 있으며, 사이클로이드 기어 치형 설계를 적용해 내구성을 확보했습니다. 특히 크기나 부품 수를 변경하지 않고도 감속비만 변경할 수 있는 독자적 기술을 보유하고 있습니다.

Q. 앞으로 인간형 로봇 산업에서 전동 액츄에이터의 중요성은 어떻게 변할까요?

지능형 로봇이 상용화되고 일상에 보급될수록, 움직임의 품질과 안전성을 보장하는 전동식 액추에이터의 중요성은 더욱 커집니다. 특히 다양한 환경에서 안정적으로 작동할 수 있는 고성능 액추에이터에 대한 수요는 앞으로 빠르게 증가할 것으로 예상됩니다.