- 48×32 거리 영상으로 주변 인식…1마이크론 변형 감지해 힘 조절

 

ams OSRAM이 휴머노이드 로봇의 이동과 물체 조작, 사람과의 의사소통을 돕는 디지털 포토닉스 기술을 공개했다. 직접 비행시간 측정(dToF) 센서는 주변 공간을 48×32픽셀의 거리 영상으로 바꾸고, 광학식 힘 센서는 로봇 표면의 1마이크론 변형을 감지한다. LED와 프로젝션 기술은 이동 경로와 작동 상태를 빛으로 표시해 사람에게 전달한다.

 

욜 그룹의 2026년 시장·기술 동향 보고서는 휴머노이드 로봇 시장이 2025년 6억 달러에서 2035년 510억 달러로 성장할 것으로 내다봤다. 가정과 병원, 업무 공간에서 사람과 함께 움직이려면 장애물의 위치뿐 아니라 접촉 압력과 바닥의 굴곡까지 읽어야 한다.

 

48×32 거리 영상으로 이동 경로 계산

직접 비행시간 측정(dToF) 센서는 적외선이 물체에 반사돼 돌아오는 시간을 계산해 거리를 측정한다. TMF8829 dToF 센서는 주변 공간을 48×32픽셀의 거리 영상으로 바꾸며, 의자와 테이블, 사람의 위치를 각각 구분한다. 카메라 영상과 AI가 거리 정보를 결합하면 로봇은 3D 지도를 만들고 사람이나 반려동물과 일정한 간격을 유지한 채 이동 경로를 고른다.

 

dToF 센서는 비전 카메라보다 비용이 낮아 로봇 손의 여러 지점에 배치하기에 적합하다. 각 센서는 팔다리와 주변 사람·물체 사이의 거리를 실시간으로 측정해 물체를 다루는 과정에서 충돌 위험을 줄인다. 주변광 센서는 현장 밝기에 맞춰 카메라 작동 조건을 조정하고, 구조광 이미터는 바닥에 점 패턴을 투사한다. 구조광으로 바닥의 미세한 굴곡과 변형을 감지하면 이족 보행 로봇은 해당 정보를 바탕으로 고르지 않은 지면에서 균형을 유지한다.

 

1마이크론 변형 감지해 손가락 힘 조절

로봇이 음식이나 유리 제품을 다루려면 물체가 손에 닿았는지뿐 아니라 어느 정도의 힘이 가해졌는지 알아야 한다. 광학식 힘 센서는 로봇 표면 바로 뒤에서 1마이크론 수준의 미세한 변형을 감지해 힘의 크기를 측정한다. 로봇 손가락마다 센서를 배치하면 음식을 준비하거나 깨지기 쉬운 물체를 다룰 때 필요한 촉각과 힘 제어 정보를 얻는다.

 

표면이 미세하게 변형되고 근적외선을 반사하는 소재라면 금속을 포함해 센서를 적용할 수 있다. 반투명 플라스틱 뒤에서는 최대 30cm 거리로 접근하는 물체와 기본적인 손동작을 인식해 접촉 전 상황까지 파악한다. 광학식 힘 센서는 저항식·정전용량식·압전식 센서보다 외부 환경의 영향을 적게 받고 로봇 표면에 통합하기도 쉽다. 표면 소재와 전기적으로 연결하지 않아 전자기 간섭(EMI)과 정전기 방전(ESD)의 영향도 받지 않는다.

 

분광 특성으로 소재·오염 물질 구분

능동 분광 솔루션은 이미터와 광검출기를 결합해 물질마다 다른 분광 특성을 감지한다. 휴머노이드 로봇은 측정 결과를 이용해 직물의 소재 구성을 분석하거나 공기 중에서 눈에 보이지 않는 기체 오염 물질을 찾는다.

 

이동 방향과 상태를 빛으로 전달

로봇은 바닥에 컬러 빛을 투사해 이동 방향을 미리 알리고, 작업 구역이나 위험 지점에는 경고 신호를 표시한다. 개방형 시스템 프로토콜(OSP)은 호환 LED 드라이버를 기반으로 여러 LED와 장치를 연결하고 제어한다. EVIYOS 플랫폼은 수천 개의 마이크로LED를 개별 구동해 문자와 아이콘, 이미지와 기호를 주변 표면에 투사한다. 로봇은 빛으로 작업 정보와 위험 구역을 사람에게 전달한다.

 

ALIYOS LED-on-foil 기술은 발광 소자를 로봇 외장 표면에 넣어 로봇의 피부 자체가 빛을 내도록 만든다. 컬러 LED는 비언어적 소통에도 쓰이며, 로봇이 실수했을 때 얼굴에 붉은빛을 비춰 당황한 표정을 나타내는 방식까지 포함한다.

 

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