향후 물류시장 전체에 영향을 미칠 차세대 사업 모델과 다양한 신기술 개발에 박차를 가하는 기업들이 늘어나고 있다.

일부 기업들은 물류 4.0시대의 핵심 키워드가 될 IoT 진화에 의한 인력 절감과 평준화를 실현시키기 위해 엄청난 투자를 아끼지 않고 있다. 대표적인 업체들로는 일본의 히타치와 아마존, 구글 등을 들 수 있다.

이들에 비하면 우리나라 기업들의 준비는 다소 늦은 감이 있다. 그나마 이러한 준비에 박차를 가하고 역량을 집중하는 기업으로 CJ대한통운을 꼽을 수 있다. CJ대한통운은 얼마 전 연구소 직원의 상당수를 물류 혁신을 불러올 물류 신기술 개발 분야에 대거 투입한 것으로 전해지고 있다.

본지에서는 물류 4.0시대를 앞당기고 있는 대표기업인 구글, 아마존, 히타치 등의 활동을 살펴보았다.

자율 이동형 양팔 로봇을 개발한 ‘히타치제작소’

히타치가 선보인 이동형 양팔 로봇은 주행 운반대차 위에 높이를 조절할 수 있는 승강대와 2개의 시판 산업용 팔(arm)과 그리퍼(gripper)를 탑재하고 있다. 또한 사람을 대신해 효율적인 피킹 작업을 할 수 있는 로봇 제어 기술이 접목됐다.

양팔은 엡손의 6축 로봇(C4-A901S)을, 흡착 그리퍼는 슈말츠의 엔드이펙터V EE시리즈(좌)와 피스코의 VPMC20BN4J(우), 두 손가락 그리퍼는 ROBOTIQ의 2-Finger 85를 사용했다.

이 로봇은 물류센터의 선반에 보관된 상품을 찾아 2개의 팔로 민첩하게 꺼낸 뒤 상자에 담는 작업을 할 수 있다. 자신의 위치와 선반의 위치 관계를 인식하고 상품에 다가가 피킹한다. 손가락 끝의 카메라로 상품의 정확한 위치를 측정하면서 이동하기 때문에 상품을 보관한 위치에 오차가 있어도 쉽게 대응할 수 있다.

이 기술은 주행 운반대차·승강대·2개의 팔 등 각 기구들을 적은 통신량으로 작동할 수 있도록 제어하는 것이 핵심이다. 로봇이 동작할 때 각 기구가 필요로 하는 최소한의 정보를 미리 입력해 인간과 같이 빠르고 유연하게 동작할 수 있게 했다. 이러한 연계작업의 고속화를 통해 기존 7초가 걸리던 피킹작업을 3초로 단축하는 것에 성공했다.

양팔 로봇은 다양한 시뮬레이션을 통해 그 능력을 검증했다. 하나의 팔로 꺼낼 수 없는 상자(깊이 약 30cm, 무게 약 1kg)를 다른 팔로 지탱하면서 꺼내는 동작, 보관함 속에 들어 있는 500ml PET병 음료를 꺼내 상자에 담는 동작, 한손으로 상자를 들고 그 상자에 다른 손으로 상품을 넣는 동작 등 사람이 할 수 있는 다양한 동작을 시험해본 결과 물류센터에서의 피킹작업에 필요한 다양한 동작을 빠르고 정확하게 실행할 수 있음을 확인했다.

히타치 관계자는 “이 로봇은 히타치물류와 공동으로 연구하고 있는 미래형 물류센터에 관한 연구 개발의 일부”라며 “앞으로 3년 동안은 동사 물류부문에서 활용하고 5년 후에는 상업화할 것”이라고 말했다.

휴머노이드 등을 개발 중인 ‘구글’

로봇 공학 프로젝트를 추진 중인 ‘Google X’팀에서는 웨어러블 스마트 기기인 ‘구글 글래스’나 자동으로 주행하는 ‘무인 자동차’ 등 최신 IT기술을 기반으로 한 차세대 기기의 하나로 생산과 운반 작업을 수행할 수 있는 획기적인 산업용 로봇을 개발 중에 있다.

이에 대해 구글 측은 “제조 현장에서부터 고객의 현관에 이르는 공급망 전 과정에서 자동화할 수 있는 부분에 로봇을 투입, 자동화할 것이다”라고 밝힌 바 있다.

이를 위해 구글은 일본의 인간형 로봇을 제작하는 SCHAFT를 포함해 8개의 로봇공학기업을 인수했으며, 신경 회로망 연구로 유명한 DNNresearch도 인수한 바가 있다.

이밖에도 구글은 인류가 반복되는 고된 노동에서부터 벗어날 수 있도록 산업용 휴머노이드를 개발하고, 몸이 불편한 장애인과 고령자의 이동을 위한 무인 자동차를 개발하고 있다.

인력을 대체할 수 있는 로봇을 투입한 ‘아마존’

아마존은 물류센터의 운영 효율화 등을 실현하기 위해 2012년에 키바시스템(Kiva system)을 인수했으며, 물류센터 내에서 상품을 빠르게 이동시키는 로봇을 선보였다. 또한 미국 전역에 위치한 10개의 ‘제8세대’ 물류센터에서 1만 5,000대 이상을 배치시킨 바 있다.

아마존이 선보인 ‘키바 로봇’은 컨트롤센터로부터 입출하에 관한 지령을 받아 상품을 넣어야 할 선반 혹은 상품이 들어 있는 선반으로 이동해 선반 아래로 들어가 선반 전체를 들어올린다. 선반의 바코드를 읽은 후 선반을 작업자가 있는 곳까지 운반해 간다. 작업자는 ‘키바 로봇’이 가지고 온 선반에서 해당 상품을 꺼내서 포장만 하면 된다. 마지막 포장만 수작업으로 하면 된다. 작업자가 멀리 있는 선반까지 걸어갈 필요가 없어져 작업 효율이 기존의 2~3배로 향상됐다는 게 아마존 측의 설명.

또한 기존 물류센터에서는 사람이 선반 사이를 이동할 수 있는 통로를 만들어야만 했지만 선반 밑에 기어들어가 선반 자체를 움직이기는 ‘키바 로봇’을 활용할 경우 통로의 폭을 최소한으로 줄일 수 있어서 적재량도 크게 늘릴 수 있다고 강조하고 있다.

이 로봇 물류시스템을 도입하면 선반에 있는 상품을 작업자에게 빠르게 운반할 수 있어 주문 처리 시간을 최소 13분 정도까지 줄일 수 있고, 물류센터 내부에 조명, 냉난방을 할 필요가 없어서 센터 유지비도 절약할 수 있다. 또한 컨베이어를 물류센터에 설치하려면 12~18개월의 시간이 필요한 것에 대해 이 시스템은 몇 주 만에 도입을 완료할 수 있다는 장점도 있다.