ams OSRAM, 휴머노이드용 포토닉스 기술 공개

ams OSRAM이 디지털 포토닉스 기술을 활용해 휴머노이드 로봇의 시각·촉각·소통 능력을 지원하는 기술을 공개했다.

ams OSRAM은 광학 센싱과 조명, 프로젝션 기술을 통해 휴머노이드 로봇이 주변 환경을 정확하게 인식하고 물체를 정밀하게 다루며 사람과 자연스럽게 소통할 수 있도록 지원한다고 27일 밝혔다.

ams OSRAM의 직접 비행시간 측정 방식(dToF) 적외선 거리 센서는 주변 물체까지의 거리를 측정해 로봇이 사람이나 물체와 충돌하는 것을 피하도록 지원한다. 최신 TMF8829 dToF 센서는 주변 공간을 48×32픽셀의 거리 정보로 표현해 의자, 테이블, 사람 등을 인식할 수 있도록 한다.

이러한 거리 정보를 카메라 영상 및 AI와 결합하면 로봇은 주변 환경의 3D 지도를 구성하고 물체를 식별할 수 있다. 사람과 반려동물로부터 적절한 거리를 유지하면서 안전한 경로로 이동하는 데도 활용할 수 있다. dToF 센서는 로봇 손의 여러 위치에 배치해 팔다리와 주변 사람 또는 물체 사이의 거리를 실시간으로 측정하고 물체를 보다 안전하게 조작하도록 지원할 수 있다.

광학식 힘 센서는 로봇 표면 바로 뒤에 배치돼 1마이크론 수준의 미세한 변형을 감지하고 힘을 측정한다. 이를 통해 음식 준비나 깨지기 쉬운 물체 취급 등 세밀한 힘 조절이 필요한 작업을 지원한다.

이 센서는 충분한 표면 변형이 가능하고 근적외선을 반사할 수 있는 경우 금속을 포함한 다양한 소재에 적용할 수 있다. 일부 반투명 플라스틱 소재 뒤에 배치하면 최대 30cm 거리에서 접근하는 물체나 기본적인 제스처를 인식할 수 있다.

또한 표면 소재와 전기적 연결이 필요하지 않아 전자기 간섭(EMI)과 정전기 방전(ESD)의 영향을 받지 않으며, 크기가 작고 확장성이 높아 로봇의 각 손가락에 통합해 촉각 감지 능력을 높일 수 있다.

가시광 및 적외선 LED, 주변광 센서, 구조광 기술은 로봇의 시각 기능을 보완한다. 주변광 센서는 주변 조명 조건에 맞춰 카메라 작동을 최적화하며, 구조광 이미터는 표면에 점 패턴을 투사해 바닥의 미세한 굴곡과 변형을 감지한다. 이를 통해 이족 보행 로봇이 고르지 않은 바닥에서 균형을 유지하도록 지원할 수 있다.

능동 분광 솔루션은 이미터와 광검출기를 결합해 물질 고유의 분광 특성을 감지한다. 이를 활용하면 휴머노이드 로봇이 직물과 같은 물체의 소재 구성을 분석하거나 공기 중 눈에 보이지 않는 기체 오염 물질을 감지할 수 있다.

빛은 주변 환경을 인식하는 것뿐 아니라 사람과 소통하는 수단으로도 활용된다. 로봇이 바닥에 컬러 빛을 투사해 이동 경로를 표시하거나 작업 정보와 위험 구역을 알리는 경고 신호를 전달하는 방식이다. 광학 신호의 조정은 여러 LED 및 기타 장치를 연결하고 제어하기 위한 표준 인터페이스인 OSP(Open System Protocol)와 OSP 호환 LED 드라이버를 통해 지원된다.

EVIYOS 플랫폼은 수천 개의 마이크로LED를 개별적으로 제어해 문자와 아이콘, 이미지 및 기타 기호를 주변 표면에 투사할 수 있도록 한다. ALIYOS LED-on-foil 기술은 발광 소자를 로봇 표면에 통합해 로봇의 표면 자체가 발광체 역할을 하도록 구현할 수 있다.

컬러 LED는 비언어적인 방식으로 사람과 소통하는 데도 활용될 수 있다. 예를 들어 로봇의 상태나 반응을 색상으로 표현하는 방식이다. ams OSRAM은 휴머노이드 로봇이 가정이나 직장과 같은 인간 중심의 환경에 활용되기 위해서는 사람과 자연스럽게 상호작용하고 수용될 수 있는 기술이 중요하다고 설명했다.

ams OSRAM은 디지털 포토닉스 기술을 기반으로 한 이러한 광학 센싱과 조명·프로젝션 기술이 휴머노이드 로봇의 안전한 이동과 정밀한 작업, 인간과의 상호작용을 지원할 수 있다고 밝혔다.

AEM(오토모티브일렉트로닉스매거진)

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