로봇의수가 이어준 두 친구의 우정
로봇의수가 이어준 두 친구의 우정
  • 글 조민성 수습기자, 사진 강희재 기자
  • 승인 2015.11.02 16:46
  • 호수 1151
  • 댓글 2
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차가운 로봇에 따뜻한 우정을 담았다. 로봇의수를 만들어 올해 형남과학상 대상을 수상한 서동민(기계·07) 군의 이야기다. 평소에 로봇에 관심이 많아 관련 공부와 제작을 해왔다는 서 군. 이번엔 불의의 사고를 당한 친구를 위해 자신의 재능을 펼쳤다. 친구에게 한쪽 팔을 선물해 준 그의 이야기를 들어보자 .

 

  친구를 위해 로봇의수를 만들었다고 들었어요

맞아요. 작년에 친구가 공장에서 일하다가 그만 사고로 팔을 잃고 말았어요. 그래서 의수를 사야만 했죠. 그런데 의수 가격이 만만치 않더라고요. 아무런 기능이 없는 미관형 의수가 약 250만원 정도였고, 어깨 동작과 팔을 구부리고 필 수 있는 기능형 의수는 약 500만 원 정도였어요. 그래서 어떻게 도와줄 방법이 없을까 고민했어요. 어릴 적부터 친한 친구이기도 했고, 저도 20살 때 떡 공장에서 일을 하다가 팔을 잃을 뻔한 기억이 있어서 그 녀석의 아픔이 더욱 와 닿았거든요. 그러다 문득, 제 전공이 기계공학이니 이를 활용해 로봇의수를 친구에게 만들어주면 되겠다는 생각을 했어요. 하지만 지난 1학기 때는 학기 중에 공부할 것이 많아 만들 시간이 부족했어요. 그래서 여름방학 때부터 차근차근 준비해 만들었어요. 만들면서 형남과학상에 공모도 했는데 뜻밖의 큰 성과를 거두게 됐네요.

  사실 저는 수상을 예상하지 못했어요. 솔직히 ‘동상이라도 받아서 로봇의수 재료비라도 건졌으면 좋겠다.’라는 생각을 했죠. 발표를 한다고 오라는 연락을 받아서 가보니 총 16팀이 왔더라고요. 16팀 중 10팀이 수상을 하게 되니까 ‘상 받을 확률이 낮지는 않겠다.’ 라고 기대는 했는데, 생각보다 정말 좋은 결과가 나왔죠.

  로봇의수가 움직이는 원리를 설명해주세요

작동하려면 기본적으로 모터가 필요해요. 기어모터(gear motor) 1개, 서보모터(servo-motor) 6개를 사용했어요. 모터를 제어하기 위한 아두이노(Arduino)도 1개 연결했고요. 사물을 인식하는 적외선센서 5개와 자이로센서 1개도 넣었어요. 6개의 서보모터는 다섯 손가락과 손목에 와이어로 연결돼 손가락과 손목이 구부러질 수 있게 해줘요. 팔꿈치에 들어간 기어모터는 서보모터처럼 회전이 빠르진 않지만 힘이 강력해요. 그래서 물건을 잡고도 팔을 구부릴 수 있도록 지탱하는 역할을 하죠. 이 모터들을 제어하기 위해 미니컴퓨터라 불리는 아두이노를 사용했어요. 아두이노에서만 직접적으로 모터에 명령을 전달하고 전력을 공급하기에는 무리가 있어서 모터 드라이브라는 별도의 기기를 부착했어요. 아두이노에서 모터를 작동시키라고 신호를 주면 그 신호가 모터 드라이브에 전달되고 모터드라이버가 모터에 전력을 공급해 모터들이 움직여요.

  적외선센서는 엄지와 중지 및 손바닥에 한 개씩, 그리고 팔꿈치에 두 개가 있어요. 물체를 잡을 때 먼저 중지에 있는 센서가 물체를 감지하고, 이후 엄지에 있는 센서가 물체가 접근하는 것을 감지하면 남은 손가락이 모두 구부러게 했어요. 손바닥에 있는 센서는 물체를 감지하면 남은 손가락이 구부러질 수 있게 해주고요. 남은 센서는 자이로센서인데요. 자이로센서는 기울임을 감지해 움직일 수 있게 하는 센서예요. 손목을 좌우로 돌릴 수 있고, 팔꿈치를 앞뒤로 움직일 수 있게 해줘요. 이 자이로센서는 나중에 장착자의 어깨쪽에 부착할 예정입니다.

  잡을 수 있는 물건의 크기와 무게의 한계는 어느 정도인가요?

가정집에서 사용하는 머그컵 정도의 무게까지 들어 올릴 수 있어요. 크기는 한 손으로 움켜쥘수 있는 물체라면 대부분 다 잡을 수 있고요.

  형남과학상 공모전에서 보급형 로봇의수라 소개를 하셨어요

다른 의수에 비해 저렴하게 공급할 수 있기 때문이에요. 원가가 적게 들어서인데, 제가 만든 작품은 제작에 20만 원의 비용이 발생했어요. 충전기까지 합치면 총 25만 원 정도가 원가라고 볼수 있겠네요.

  어떻게 로봇의수를 싼 가격에 만들 수 있었죠?

저희 동아리방에 있는 3D프린터를 활용한 결과예요. 현재 저는 우리 학교 발명동아리 바람개비에 소속돼 있어요. 시중의 의수들은 공장에서 플라스틱이나 금속으로 원형을 만들어 이에 맞는 부품을 사용해요. 이 원형을 만들기 위한 틀이 비싸서 제작비용이 많이 들어요. 그런데 3D 프린터를 이용하면 이 틀을 만들 필요가 없기 때문에 가격을 크게 절감할 수 있었죠.

  로봇의수를 만드는 데 시간은 얼마나 걸렸나요?

한 달 정도 걸렸어요. 여름 방학이 시작되고 일주일 동안 모터 배치나 센서 부착 등 작동 원리에 대해 개괄적으로 구상해 봤어요. 그 다음 인터넷 검색을 통해 로봇의수 디자인 파일을 찾았어요. 파일을 열어보니 로봇의수 외관이 총 50개 정도의 부분으로 나뉘어 있더라고요. 동아리 방에 있는 3D프린터로 한 부분씩 출력하는데 3~4시간이 소요됐어요. 기다리면서 나온 부분을 사포로 다듬거나, 다른 부분의 디자인을 하는 등 연계적으로 작업을 진행했었죠. 이 작업도 일주일 정도 걸렸고, 내부 센서와 모터 배치, 조립이랑 배선 연결하는 데도 일주일 걸렸고, 마지막으로 의수가 움직일 수 있게 하는 프로그램을 컴퓨터로 갖추는 데에 일주일 정도를 보냈어요.

  로봇의수를 만드는데 어려운 점은 없었나요?

디자인을 마치고 필요한 부품을 중국에 주문했는데, 어깨 부분에 들어갈 부품이 잘못 왔어요. 그래서 잘못 온 것은 반송시키고 어깨부분을 제외한 나머지 부분을 먼저 만들어야 했죠. 계획대로 진행되지 않아 당황스러웠어요.

  모터와 와이어를 연결하는 것도 무척 어려웠어요. 센서 하나당 와이어 3개가 들어가는데 공간이 협소하다보니까 연결할 때 많은 시간이 걸려 힘들더라고요. 그리고 제작을 마치고 알아보니까 아두이노를 이용하면 MP3와 같은 부가적인 기능을 넣을 수 있더라고요. 이런 부가적인 기능을 넣을지 말지 고민을 했었는데, 저를 지도해주시는 이건복 교수님께서 지금까지 잘 만들었으니 부가적인 기능보단 본래 목적인 어떻게 물건을 잡을지에 대해 더 고민해보라는 조언을 해주셨어요.

  기계 제작을 따로 배우신 적이 있나요?

21살 때 전기 판넬을 만드는 회사에서 일을 했었는데, 여기서 전기와 기계가 작동하는 원리를 배웠어요. 그리고 올해 초에 로봇소프트웨어 교육원에서 진행하는 대외활동을 했는데, △아두이노(Arduino) △리눅스(Linux) △자바(Java) △마이크로 프로세서(MicroProcessor) 중 원하는 학문분야를 선택해 교육을 받았어요. 회사와 연계해 가르치는 실무형 교육이었는데, 저는 로봇손을 제작하는 회사랑 같이 프로젝트를 했었어요. 여기서 로봇 손을 팔꿈치까지 제작했었고, 이 경험이 로봇의수를 만드는 데 도움이 됐어요.

  학과 수업도 도움이 됐어요. 로봇을 만들려면 소프트웨어에 대한 지식이 있어야 해요. 그래서 기계공학과 내에서 개설한 소프트웨어 관련 수업은 모두 찾아서 들었죠.

  로봇의수를 만든다고 했을 때 친구의 반응은 어땠나요?

처음 얘기했을 때는 장난으로 여기고 믿지 않더라고요. 의수를 만들기 위해 친구 어깨 둘레 등을 재려고 연락했는데, 그때까지도 반신반의 했던 것 같아요. 완성된 의수를 보여주니까 친구가 생각지도 못했던 성능을 가졌다고 고맙다고 하더라고요. 의수는 12월쯤 친구가 서울로 올라오면 전달할 예정이에요.

  이제 졸업하시는데, 계획은 어떻게 세우셨어요?

로봇의수를 다루는 회사를 만들어보고 싶어요. 사실 이번에 만든 로봇의수는 온전히 제 작품이라고 보긴 어려워요. 기존의 의수들을 많이 참고했거든요. 그래서 회사를 만들어 저만의 로봇 의수를 제작하고 싶어요. 기본적인 동작을 하는 로봇의수가 아닌, 더욱 섬세하면서도 다양한 기능을 가진 로봇의수를 만들어 보고자 해요. 그리고 이번에 밝힌 ‘보급형 로봇의수’라는 취지에 맞춰 저렴하게 공급할 거예요. 그러면 의수가 필요한 많은 사람에게 도움이 될 수 있을 거예요. 하지만 현재는 제가 알고 있는 지식이 부족해요. 일단은 대학원에 진학해 관련 공부를 더 할 생각이에요. 멀리 뛰기 위한 준비를 하는 거죠.


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ㅇㅇ 2017-10-25 15:27:52
https://www.youtube.com/watch?v=KSP4o_WCqVs
완전히 똑같고 인터넷에 자료 엄청 많은데 대상이네요!

ㅇㅇ 2017-10-25 15:23:52
이거 정말 이상하네요. 저거 Inmoov 사에서 open source로 3D 프린팅 하드웨어부터 제작방법까지 모두 공개된 자료인데, 그냥 저걸 그대로 하면 되는 것이 대상을 받는다고요? 보급형이란 모티브도 Inmmov사에서 공개한 내용인데? 그냥 조립만 하면 끝나는게 대상이라고요? 그리고 로봇 의수인데 사람의 몸과 장착하는 부분조차 없는데요? 본인의 아이디어가 거의 없는데 대상이네요!