중소기업형 모바일 매니퓰레이터의 협동 운송기술 개발(CTT) 및 실증
참여기업: KAIST 모빌리티 연구센터
01과업의 개요
배경 및 필요성
- 중소기업 제조 현장은 대형·장착물 및 비정형 부품 운송 과정에서 인력 의존도가 높아 작업 안전성과 생산성 향상을 위한 물류 자동화 수요가 큼.
- 기존 AMR 물류로봇은 자율이동에는 강점이 있으나, 대상물의 정밀 파지·적재와 여러 로봇의 협동 운송 작업을 단독으로 수행하는 데 한계가 있음.
- FR3 협동로봇 기반 모바일 매니퓰레이터를 구축하고 엔드이펙터 힘/토크 정보를 활용하여, 정밀 이송·적재 및 안정적 협동 운송기술을 확보할 필요가 있음.
연구목표
AMR과 모바일 매니퓰레이터(MM)의 자율주행·협동작업 기술을 개발하고 실제 중소기업 사업장에 적용·실증하여 제조 물류 자동화 가능성을 검증.
연구기간
2026년 6월 ~ 2027년 5월
02연구내용 및 추진체계
핵심 연구항목
- 모빌리티 연구소(내포지식산업센터) 내 중소기업형 AMR·MM 물류로봇 실증 테스트베드를 구축하고 오픈 테스트베드로 운영.
- 충남도내 수요기업 현장실증, 정밀 Pick-and-Place 및 이동·적재 기술, 다중 모바일 매니퓰레이터 협동 운송기술(CTT)을 단계적으로 개발.
단계별 추진체계
11단계 : MM 플랫폼 및 실증 환경 구축
- 기존 AMR과 FR3 협동로봇을 결합한 MM 플랫폼 및 ROS2 기반 실증 환경을 구축하고 자율주행·모션 플래닝·협동주행 기능을 검증.
22단계 : 수요기업 선정 및 현장실증
- 수요기업 조사·공모를 통해 대상 사업장을 선정하고, 레이아웃 분석·운용 시나리오·시뮬레이션·맞춤형 관제 SW를 적용하여 현장실증.
33단계 : 알고리즘 고도화 및 기술 데모
- 정밀 이송·적재와 협동 운송 알고리즘을 고도화하고 단위·종합 HW/SW 시험, Edge Case 대응 및 기술 데모를 수행.
03세부 기술개발 및 현장 실증 결과
실증 테스트베드 구축
- AMR 및 MM의 자율주행, 모션 플래닝, 협동주행을 시험할 수 있는 ROS2 기반 SW 아키텍처와 실험 공간을 구축하고, KAIST·입주기업·충남도내 연구자에게 개방.
현장실증 및 기술고도화
- 충남도내 수요기업 조사와 공모를 통해 적용 사업장을 모집·선정하고, 사업장 레이아웃과 물류 공정을 분석.
- AMR·MM 운용 시나리오와 시뮬레이션을 수립하고 사업장별 관제 SW 및 인터페이스를 맞춤형으로 개발.
- 현장 운용 데이터를 확보하여 자율주행·협동주행 성능을 고도화하고, 실증 피드백을 반영해 사업화 기술 보완사항을 도출.
- 검증된 적용 절차와 기술 패키지를 기반으로 충남도내 중소기업 사업장 확산 기반을 마련.
정밀 Pick-and-Place 및 이동·적재 기술
- 대상물 인식·접근·파지·이송·AMR 적재를 연계한 작업 프레임워크를 개발하고 공정 간 자율이송 시나리오를 실험.
협동 운송기술(CTT)
- 여러 AMR이 하나의 운송 테스크를 최적으로 수행하도록 다중 에이전트 최적화 프레임워크를 개발하고, non-holonomic 제약조건·실시간 통신·글로벌 코스트맵 공유 및 현장 Edge Case 대응 방안을 연구.
04향후 연구 일정
KAIST 모빌리티 연구센터가 연구과제를 총괄하며 테스트베드 구축, 현장실증, 핵심 알고리즘 개발과 종합 성능검증을 일관되게 수행.
1연구 총괄 및 실증 기반 구축
- 내용: 연구과제 총괄·관리, 중소기업형 AMR·MM 실증 테스트베드 구축, 상설 데모 공간 운영.
- 방식: 기존 AMR과 FR3 협동로봇 기반 MM을 제작하고 단위 구동제어 연구 후 시공·시범운용·보완을 거쳐 실증 환경을 완성.
2현장 적용 및 핵심기술 개발
- 내용: 중소기업 사업장 적용 시스템 현장실증, 정밀 Pick-and-Place·이동·적재 기술 및 CTT 개발.
- 방식: 협업 시나리오와 알고리즘 개발, 시뮬레이션, HW/SW 제작, 단위·종합 시험과 Edge Case 극복 방안 개발을 병행.
3주요 일정 및 성과 확산
- 2026년: 3분기 과제 착수와 매니퓰레이터 제어 연구를 시작하고, 4분기 기술시연회 및 협업 알고리즘 개발을 추진.
- 2027년: 2분기 실증 테스트베드 데모, 3분기 중소기업 현장실증 데모, 4분기 CTT 종합 데모 및 보완을 완료.
05결론
- 본 연구는 중소기업 제조 현장에 적용 가능한 AMR·MM 기반 정밀 이송·적재 및 협동 운송기술을 확보하여, 인력 의존도가 높은 물류 공정의 자동화 가능성과 생산성 향상 효과를 검증할 것으로 기대됨.
- 내포지식산업센터의 오픈 테스트베드와 현장실증 체계를 기반으로 충남도내 AMR 활용을 확산하고, 로봇 수요기업 지원·유관기업 유치·산학연 협력 확대에 기여할 것으로 기대됨.