로봇의 진화가 가속화되는 "전기 모터의 세기"

로봇의 진화가 가속화되는 "전기 모터의 세기"

100 년 전의 기술이 황금기에 접어들기 시작했습니다. 전기 모터 분야는 곧 황금기에 접어들 것입니다. 모터와 기어 박스를 결합한 액추에이터는 계속 진화하여 이제 로봇의 미세한 움직임과 고도의 정밀도를 지원합니다. 100 년 전의 기술은 얼마나 진화했을지 그 문제에 대해 지금부터 살펴보도록 하겠습니다. 테슬라 사의 전기 자동차(EV)는 기술 혁명의 시점에서 화려하게 보일 것입니다. 자동 구동이 가능하며 엄청난 속도로 달리고 눈길을 끄는 EV는 기술 혁명이라는 이름에 딱 걸맞은 것처럼 보입니다. 그러나 이를 구동하는 전기 모터는 놀랍도록 오래된 기술입니다. 전기 모터는 1 세기 이상 가솔린 엔진으로 손실을 입었습니다. 개선 배터리와 훌륭한 센서 덕분에 마침내 운송 수단을 소유하기 시작했습니다. 그러나 전기 모터의 비밀 혁명은 자동차가 아닌 로봇 세계에서 시작됩니다. 로봇 팔을 열면 관절이 실제로 전기 모터 (액추에이터) 임을 알 수 있습니다. 로봇은 점프하고, 뛰고, 공중에 떠 있고, 무게가 500 파운드나 되는 튜브를 들어 올릴 수 있습니다. (다행히도 모든 로봇이 이 모든 것을 동시에 할 수는 없습니다). 그것은 모두 액추에이터 덕분입니다. 전기 자동차는 확실히 인상적이지만 아직 시작에 불과합니다. 반면에 로봇은 전기 모터의 성능이 비밀리에 증가하고 있는 영역입니다. 애초에 전기 모터란 무엇을 뜻하는 것인가요? 이것은 반대 자석을 사용하는 장치입니다. 전기 모터 내부에는 영구 자석과 전자석이 있습니다. 전자석을 통해 전기를 통과시킴으로써 전자석과 영구 자석 사이에 반발력과 인력이 발생하고 모터가 회전합니다. 전기 모터는 일반적으로 기어 박스와 함께 사용됩니다. 속도가 매우 높을 때 전기 모터가 가장 효율적이기 때문입니다. 또한 단독이 아닌 변속기와 함께 사용되기 때문에 전체적으로 액추에이터라고 불립니다. 다시 말해, 자석의 마법은 항상 로봇의 움직임에 작용하며, 단순한 힘으로도 매우 다양한 기계를 움직입니다. 그리고 액추에이터의 정확도와 감도는 날이 갈수록 빠르게 향상되고 있습니다. 카네기 멜런 대학교의 봇 엔지니어 인 Howie Choset은 말합니다. “로봇 공학의 미래를 위해 고성능, 저렴하고 사용하기 쉬운 액추에이터의 개발이 가장 중요합니다. "로봇 공학이 티핑 포인트를 넘어 로봇을 대중화하고 싶다면 액추에이터를 사용하기 쉽고 저렴한 비용으로 만들어야 합니다." 혁명은 이미 상당히 발전했습니다. 탄소 섬유를 생산할 수 있는 3D 프린터로 액추에이터의 고속 반복이 그 어느 때보다 쉬워졌습니다. 더 좋은 점은 금속 3D 프린터가 등장하여 필요에 따라 액추에이터 자석을 인쇄할 수 있다는 점입니다. 동시에 액추에이터 비용이 급격히 감소하는 경향을 보였습니다. 로봇은 액추에이터를 제외하고는 비싸지 않습니다. UC 버클리의 로봇 엔지니어 인 Stephen McKinley는 로봇 팔에 돈이 드는 것은 단지 액추에이터라고 말합니다. 이전에 3,500 달러 (약 390,000 엔)이던 액추에이터가 현재 1,700 달러 (약 19만 엔)로 떨어졌다고 합니다. 이는 부분적으로 로봇 산업이 확장되고 있으며 로봇 부품에 대한 규모의 경제가 부상하고 있기 때문입니다. 그렇다고 현재 액추에이터에 문제점이 전혀 없는 것은 아닙니다. 예를 들어 기어 박스는 제약 조건이 될 수 있습니다. 기어 사이에 백래시 (달그락 거림)의 위험이 있습니다. 장비를 착용할 때 항상 약간의 유격이 있으며, 변속기에 여러 단계의 장비가 있으면 변속기에서 유극이 확대되어 실제로 정확도에 영향을 미칩니다. 제네시스 로보틱스의 CEO 인 Mike Hilton에 따르면 “이러한 도박 문제를 해결하기 위해 제네시스는 ‘라이브 드라이브'라는 시스템으로 "직접 구동" 액추에이터를 개발했습니다. "변속기 시스템이 없는 다이렉트 드라이브 액추에이터는 손상 없이 매우 빠르게 회전할 수 있습니다."라고 힐튼은 말합니다. 따라서 수하물을 반복해서 집고 내릴 수 있는 고속 로봇 애플리케이션에 적용하면 매우 생산적인 결과를 낼 수 있습니다. 제네시스 다이렉트 드라이브 액추에이터는 확실히 빠르고 정확합니다. 그러나 로봇이 사용되는 곳이 여러 곳이므로 이동하는 방법 또한 여러 가지가 있을 수 있습니다. 반응은 소비자 용 로봇의 주요 문제가 아닐 수 있습니다. SRI International의 Alex는 “물론 과잉 반응에 대한 제어 문제가 있을 수 있지만 공장 환경에서 요구되는 극도로 높은 정밀도와 반복성이 필요하지 않다고 생각합니다.”라고 말합니다. 또 Khanbaum에 따르면 회사는 "Inception Drive"라는 전송방식을 수행합니다. 어느 쪽이든 다이렉트 드라이브 액추에이터와 구형 모터는 전반적으로 계속 더 저렴하고 더 좋아질 것입니다. 현재의 액추에이터는 거의 0 초 안에 약 60 mph (97km/h)까지 가속할 수는 없지만 우리 삶의 모든 유형의 로봇 속도를 높여줍니다. 100년 전에 탄생한 기술은 지금이 바로 황금기입니다.