Westwood Robotics, 신뢰할 수 있는 휴머노이드 시스템을 더욱 빠르게 제공

로봇 공학은 통제된 환경을 벗어나 배송망, 제조 현장, 가정 등 일상생활의 다양한 영역으로 확장되고 있습니다. 이러한 변화가 가속화됨에 따라 기대치는 변화합니다. 시스템은 단순히 작동하는 것을 넘어, 신뢰성과 정확성을 갖추고 실제 환경에서 도입 가능한 비용 수준으로 운영될 수 있어야 합니다.

오늘날 개발되고 있는 제품 중 가장 복잡한 제품인 휴머노이드 로봇은 이러한 전환의 중심에 서 있습니다. 이 로봇은 기계 설계, 전자공학, 소프트웨어 및 인공지능(AI) 전반에 걸친 긴밀한 조율을 필요로 합니다. 단순히 기계를 만드는 것을 넘어, 균형을 유지하고 고급 센싱 기술을 통해 주변 환경을 해석하며 예측 불가능한 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있는 기계를 만드는 것이 과제입니다. 즉, 기계 시스템, 센싱, 제어 및 AI가 물리적으로 실현 가능한 단일 플랫폼으로 통합되어야 합니다.

이러한 설계 과제는 2018년 UCLA 로봇공학 및 메커니즘 연구소(RoMeLa)의 핵심 연구진 출신들이 설립한 Westwood Robotics의 사명에 있어서 핵심입니다.

휴머노이드 로봇과 자기수용 감각 액추에이터(위치, 속도 및 힘을 지속적으로 측정하고, 해당 데이터를 활용해 움직임을 즉각적으로 조정하는 센서)를 개발하는 Westwood Robotics는 THEMIS와 BRUCE 같은 플래그십 플랫폼을 개발해 왔습니다. THEMIS는 전신 크기의 범용 휴머노이드이며, BRUCE는 STEAM(과학, 기술, 공학, 예술, 수학) 교육 및 학술 연구를 위한 아동 크기의 개방형 플랫폼 휴머노이드입니다.

휴머노이드 로봇 개발은 설계적 실현 가능성의 한계를 밀어붙이고 있습니다. 이론적으로는 뛰어난 개념이라도 제조 가능성, 비용, 구조적 안정성과 같은 실제 제약 조건 앞에서는 한계를 드러내는 경우가 많습니다. Westwood Robotics의 설립자 겸 CEO인 Xiaoguang Zhang은 엔지니어들이 직면하는 현실을 이렇게 설명합니다. "제조가 거의 불가능하거나 비용이 지나치게 많이 드는 메커니즘이나 설계를 누구나 한 번쯤 구상하게 됩니다. 하지만 제조 가능할 뿐만 아니라 합리적인 가격으로 제조할 수 있도록 설계해야 합니다."

설계를 실제로 구현할 수 있는 경우에도 검증 단계가 병목이 될 수 있습니다.

또한 그는 "정말 멋진 설계 아이디어와 스마트한 아이디어가 있다고 해봅시다. 하지만 그중 일부는 충분한 강도를 갖도록 설계하는 것 자체가 불가능합니다."라며 "따라서 설계를 변경해야 합니다. 그리고 때로는 완전히 막다른 상황에 부딪히기도 합니다."라고 설명합니다. 설계하고, 테스트하고, 실패를 거쳐 개선해 나가는 이러한 반복 과정은 휴머노이드 로봇 분야에서 더욱 두드러집니다. 균형 유지, 보행, 환경과의 상호작용이 모두 동시에 이루어져야 하기 때문입니다. 

Westwood Robotics는 SOLIDWORKS for Startups 프로그램을 이용하여 개념 설계와 검증된 엔지니어링이라는 현실 사이에 존재하는 간극을 해소했습니다. 회사의 표준 워크플로에 시뮬레이션이 포함되어 있기 때문입니다. "무엇보다도 SOLIDWORKS를 사용하면 모든 것을 실현할 수 있습니다. 우리는 다른 단계로 이동하기 전에 [우리의 설계를] 먼저 시뮬레이션합니다. 이러한 검증이 없다면 실제로 구현할 수 있을 것이라는 확신을 가질 수 없습니다."

설계와 시뮬레이션 간의 긴밀한 통합은 계획, 제어 및 물리적 실현 가능성이 통합된 포괄적인 시스템을 향한 로봇 공학의 광범위한 패러다임 전환을 나타냅니다. SOLIDWORKS Design은 설계 의도와 성능 검증 간의 연속적 루프를 통해 제품 개발 단계에서 이와 유사한 철학을 실현합니다.

Westwood Robotics는 SOLIDWORKS Design의 설계와 시뮬레이션 간 원활한 연결/전환을 높이 평가합니다. Zhang은 "머릿속의 아이디어를 실제 부품으로 구현해낼 수 있는 설계 역량이 가장 중요합니다."라며 강조합니다. 

Westwood Robotics는 SOLIDWORKS Design을 사용하여 실제로 상호작용 가능하고 역동적인 움직임을 갖춘 THEMIS 및 Bruce와 같은 첨단 휴머노이드 플랫폼을 개발했습니다. Westwood Robotics의 THEMIS 휴머노이드는 환경과 안전하게 상호작용하고 걷기, 달리기 및 기타 역동적인 움직임을 수행할 수 있도록 설계되었습니다.

고주파 관성 감지 등의 보조 기술은 로봇 안정성과 제어에 필요한 실시간 피드백을 제공합니다. 그 결과 기능 프로토타입뿐만 아니라 연구 및 산업용으로 확장 가능한 플랫폼이 탄생했습니다. Westwood Robotics의 로봇은 발전된 보행 능력, 조작 능력, 그리고 적응성을 보여주며, 이는 모두 통제된 환경을 넘어 휴머노이드 로봇을 실제로 배치하기 위해 필요한 핵심 요소입니다.

SOLIDWORKS Design은 단순한 설계 도구가 아니라 Westwood Robotics의 혁신을 이끄는 핵심 요소입니다. Zhang은 "저는 SOLIDWORKS에 대해 이렇게 생각합니다. 로봇 제작을 위한 가장 중요한 도구 중 하나라고요. 아침에 일어났는데 [SOLIDWORKS가] 더 이상 없다는 사실을 깨닫게 된다면 정말 당황할 것 같습니다."

Westwood Robotics는 설계와 시뮬레이션을 긴밀하게 통합함으로써 반복 주기를 줄이고, 한계에 부딪히는 설계 개념을 조기에 걸러내며, 모든 설계 결정에 대한 확신을 높이고 있습니다. 물리적 구현 가능성과 실시간 성능을 따로 떼어놓을 수 없는 분야에서 이러한 통합은 단순한 아이디어와 실제로 작동하는 휴머노이드 시스템을 가르는 핵심 요소입니다.