레인보우로보틱스 사업보고서 (2024.12)
6. 주요계약 및 연구개발활동

가. 경영상의 주요계약 - 보고서 작성기준일 현재 해당사항 없습니다.

나. 연구개발 활동

1) 연구개발 활동의 개요가) 연구개발 조직 개요

당사의 기업부설연구소는 회사 설립연도인 2011년에 연구소로 인정받아 현재까지 운영중이며, 보고서 작성기준일 현재 기술 임원을 포함한 총 54명의 연구인력을 확보 하였습니다.당사는 보유하고 있는 제품의 기술 고도화 및 신제품 개발 등을 위해 지속적인 연구개발 투자와 우수 인력확보에 힘쓰고 있으며, 이를 통해 세계적인 로봇 제조 회사가 될 수 있도록 노력할 계획입니다.나) 연구개발 조직 현황

연구개발 조직은 보고서 작성기준일 54명(임원포함)으로 구성되어 있습니다. 당사는 벤처에 적합한 기술지향, 특화 지적 자산 확보에 초점을 맞추고 있으며, 조직현황은 다음과 같습니다.

- 총원 54명 (박사 12명, 석사 23명, 학사 19명)- 조직 구성 : 기업부설연구소 내에 연구부,개발부, 전장설계실로 나누어져 있음.

다) 연구개발비용(단위:천원)

구 분	제14기	제13기	제12기

연구개발비용 계	5,506,119	4,660,656	3,653,906

차감: 정부보조금	(3,095,539)	(3,153,327)	(1,778,780)

연구개발비 / 매출액 비율
[연구개발비용계÷당기매출액×100]	28%	31%	26%

차감계	2,410,580	1,507,329	1,875,126

주) 연구개발비/매출액 비율은 정부보조금 차감 전 기준으로 산정되었습니다. 2) 연구개발 실적 가) 내부과제 (1) 진행과제

연구과제명	연구결과 및 기대효과

경비용 4족로봇 사업화	매뉴얼, UI/UX 개발 및 PTZ 모듈 감시 성능 고도화

인간형 이족보행 로봇 플랫폼 고도화 기술 개발	안전한 동적 이족보행을 위한 하드웨어 및 알고리즘 개발

SLAM/Navigation 기술 개발	실내 천장 기반 고속 SLAM/Navigation 시스템 개발

헙동로봇 핵심 부품 및 응용시스템 개발	구동기 및 감속기 핵심 부품 모듈 개발

(가) 경비용 4족로봇 사업화현대 사회에서 인구 감소에 따라 각 사회 분야에서는 기존의 노동력을 대체할 수단이 필요합니다. 그 중 하나로 경비 및 보안과 관련된 업무는 사람이 직접적인 순찰을 진행하는 고전적인 방법에서 CCTV 등을 통한 관제 감시의 형태로 변화하였으나 이 또한 감시영역의 한계 및 지속적인 인력을 통한 감시를 진행해야 합니다. 이러한 상황에서 사족보행로봇을 활용하여 보안 구역을 24시간 순찰 및 경계가 중요해지고 있습니다.

이러한 해당 분야의 변화에 발 맞추어 사족보행로봇에 PTZ 카메라 모듈을 장착하고 원격통신을 통한 화면 송출, 음성 대화, 관제 등을 가능하도록 시스템을 갖추고 사업화를 진행하고자 합니다.

(나) 인간형 이족보행 로봇 플랫폼 고도화 기술개발현재 이족 보행 로봇 기술 분야에서 최고 수준의 기술을 보유하고 있는 곳은 미국의 'B사' 이며, 그다음은 일본의 'H사' 입니다. 당사의 기술력은 세계 3위 수준으로 판단하고 있으며 최고 수준의 기술력을 확보하고 경쟁력을 높이기 위해 2016년부터 "고속/고출력 로봇 플랫폼 기반 보행/조작 성능 고도화를 위한 핵심 부품 및 로봇 지능 원천 기술개발" 이라는 연구 주제로 산업통상자원부의 산업핵심기술개발사업에 참여한 바 있으며, 본 연구는 카이스트, 한국전기연구원, 서울과학기술대학교 및 국민대학교와 협동으로 진행하였고 약 150억의 연구비가 투자되었습니다.2028년을 이족보행플랫폼의 양산화 및 일반인들에게 활용할 수 있는 목표시점으로 두고, 미시적인 관점에서의 개발 계획보다는 거시적 관점에서의 계획으로 연구개발에 매진하고 있습니다.(다) SLAM/Navigation 기술 개발

모바일 로봇에 활용되는 요소 기술은 앞서 기술한 협동 로봇의 요소 기술 개발 계획과 동일합니다. 이와는 별도로 사용자 관점에서 요구 사항을 파악하기 위하여 약 10여대의 1차 시작품을 개발 완료하였으며, 연구기관/전시회/미술관 등 다양한 서비스 분야에 시험적으로 적용하여 기능의 개선 사항을 파악하고 서비스의 방향성을 결정하였습니다. 이를 기반으로 2020년 하반기에 인터페이스 및 기능 고도화 작업을 거쳐 양산 검증이 가능한 형태의 2차 시제품을 개발하였으며, 이후 양산 최적화를 통해양산품을 개발할 계획입니다.(라) 헙동로봇 핵심 부품 및 응용시스템 개발

당사의 협동 로봇을 구성하는 대부분의 요소 기술들이 개발 완료된 상태이며, 미확보된 기술은 지속해서 개발하여 내재화하며, 그 이전에는 전문기관에서 개발된 상용품을 활용할 계획입니다.

현재 당사에서 유일하게 아직 내재화하지 못한 로봇 핵심 부품은 감속기입니다. 당사는 2018년부터 감속기에 관한 연구를 지속해오고 있으며, 개발한 감속기를 자사의 시스템에 최종 적용하는 것을 목표로 연구에 매진하고 있습니다.

또한 모바일 매니퓰레이터에 적합한 배터리(DC 전원) 구동 방식의 협동로봇에 대해 지속적으로 연구개발하고 있습니다. 기존의 협동로봇은 AC 전원 기반으로 동작하는 시스템입니다. 모바일 로봇은 광범위한 공간 안에서 운용이 되기 때문에 전원선을 장착하여 운용될 수 없으며 따라서 배터리를 전원으로 하는 운용이 필요로 됩니다. 이에 따라 배터리 전원하에서 운용 가능한 협동로봇의 개발이 필요합니다.

개발의 일환으로 MIXX 브랜드로 진행하는 "협동로봇 이용 혼합음료 제조 시스템" 을표준화 하여 다양한 환경에서 활용할 수 있는 시스템을 개발하였습니다.해당 시스템은 커피, 탄산음료, 과일 주스, 밀크티, 전통차 등을 제조하기 위해 필요한 요소를 각각 모듈화하고 해당 서브-시스템을 사용자가 조합하여 원하는 시스템을 구성할 수 있도록 표준화 되어있으며, 다양한 활용처를 확보하여 다수의 납품계약을 진행 한 바 있습니다.(마) 마찰 구동형 감속기 개발

기존의 치형을 마이크로 텍스쳐링으로 대체하여 경량 박형 구조로 높은 역 구동성, 제로 백래쉬, 저진동을 구현하여 인간-로봇 상호작용 시 안전하고, 효율이 높은 감속기의 개발을 한국생산기술연구원과 함께 수행한 바 있습니다.이후 자체적인 내부 개발 과제로 감속기 개발을 선정하였으며, 기어 이빨을 사용하지않고 토크한계를 지닌 신개념 자체 감속기를 개발하여 고효율, 고정밀, 저소음, 저진동, 고감속, 소형, 경량의 특성을 만족시키기 위해 연구개발에 매진하고 있습니다.이는 과거의 산업용 로봇을 위해 만들어진 강성위주 설계 감속기의 외부환경에 순응하지 못하는 단점을 가진 단점을 개선하고 사고발생율을 낮추는데 기여할 수 있을 것이라 판단됩니다.

(2) 기진행과제

연구과제명	연구 기간	연구결과 및 기대효과

DRC-HUBO v.SEA	2017.01∼2017.12	SEA를 적용한 DRC-HUBO 출시

하모닉드라이브 기반 소형 마운트 시스템 개발	2016.06~2017.05	RST-150H 개발을 통해 제품 출시

직구동 방식 중대형 마운트 시스템 개발	2016.01~2017.12	대한민국 공군 우주물체 감시시스템 4대 납품

휠 기반 인간형 로봇 플랫폼 개발	2013.01~2013.12	DRC-HUBO 개량 버전 개발 및사업화 성공 후 수출계약 체결

HUBO2 보행 안정화 알고리즘 개발	2011.02∼2012.06	인간형 이족보행 로봇의 운용 가능성 확보

3D 얼굴 재구성 시스템 개발	2018.10∼2020.06	정밀 3차원 얼굴 인식 및 모델 생성 스캐너 시스템 개발

나) 정부과제

연구과제명	연구기간	주관부서

주력 제조업종의 자율제조를 위한 휴머노이드 로봇 기반 자율공정 운영 기술 개발	2024.09.~2028.12	산업통상자원부,한국산업기술기획평가원

작업교시/지능 연계를 위한, 40종 이상 다종부품 조작 구현이 가능한 모바일 매니퓰레이션 시스템 개발	2024.04.~2027.12	산업통상자원부,한국산업기술기획평가원

산업환경을 위한 능숙 조작 민첩 보행휴머노이드 로봇 개발	2024.04.~2027.12	산업통상자원부,한국산업기술기획평가원

소방용 4족 보행 로봇 기반 인명탐지 화재진압 솔루션 개발 및 소방 로봇 센서 실증	2023.06.~2028.12	산업통상자원부,한국산업기술기획평가원

비정형 복잡한 환경에서 매니퓰레이터를 이용한 다중 임무용 다족형 로봇의 통합운동제어 기술 개발	2022.06.~2027.05	산업통상자원부,방위사업청

물류창고 내 사람이 작업하는 선반 피킹에 최적화된엘리베이션 가능한 모바일 오더피킹 로봇기술 개발	2021.04.~2024.12	산업통상자원부한국산업기술평가관리원

가반하중 500g급 고정밀 협동로봇 기술 개발	2021.04.~2024.12	산업통상자원부한국산업기술평가관리원

(가) 작업교시/지능 연계를 위한, 40종 이상 다종부품 조작 구현이 가능한 모바일 매니퓰레이션 시스템 개발본 과제는 다양한 형태, 크기 무게, 강도를 가지는 40종 물체 파지/조작 구현과 고난도 다종부품 조작이 가능한 양팔 모바일 매니퓰레이션 시스템 개발 그리고 작업교시/작업지능 시스템 연계가 가능한 통합 제어 플랫폼 개발을 최종목표로 하는 국가연구개발과제입니다.주관연구개발기관은 레인보우로보틱스이며, 한국기계연구원과 아주대학교, 한국과학기술원(KAIST)이 공동연구개발기관으로 함께 연구개발에 참여합니다.(나) 산업환경을 위한 능숙 조작 민첩 보행 휴머노이드 로봇 개발고속 민첩한 이동이 가능하면서도 우수한 장애물 극복 성능을 가지며, 양팔을 이용하여 다양한 물체의 파지 및 자율적 조작이 가능한 휴머노이드 로봇 개발을 목표로 주관기관인 한국과학기술원(KAIST), 공동연구개발기관인 메사추세츠공과대학(MIT)와 함께 진행하는 국가연구개발과제입니다.

본 연구를 통해 개발될 플랫폼은 민첩 보행과 능숙 조작이 가능한 기술력을 기반으로, 기존 고정형 로봇이나 모바일 플랫폼이 수행하기 어려웠던 산업 현장에서의 활용을기대하고 있으며, 본 연구에서 제안하는 휴머노이드 플랫폼은 장애물 극복 및 이동,사다리 등반, 양팔 및 전신 제어를 통한 물체 파지, 조작이 가능하며, 이를 통해 산업에서 필수적인 제조 및 생산 공정과 물류 운송업, 더 나아가 서비스, 치안, 구조 업무 등에 이용될 수 있으리라 기대하고 있습니다.(다) 소방용 4족 보행 로봇 기반 인명탐지 화재진압 솔루션 개발 및 소방 로봇 센서 실증

소방발전 4.0시대에 맞추어 4족보행로봇을 활용한 인명탐지 및 화재진압 솔루션을 활용한 소방현장 대응 기술의 첨단화를 목표로 하는 연구과제로 재난상황에서 소방관을 대신해 실내 진입과 요구조자 탐색을 가능하게 하고, 화재진압솔루션이 개발된 후 재난 상황에서 소방관을 대신해 화재진압 임무 수행도 가능하게끔 연구 해 나갈 예정입니다. 첨단기술을 활용한 소방대원 안전확보 및 국민이 안전한 사회를 구현하기 위함을 궁극적인 목표로 삼고 있습니다.

(라) 비정형 복잡한 환경에서 매니퓰레이터를 이용한 다중 임무용 다족형 로봇의 통합운동제어 기술 개발실내외 험지환경에서 매니퓰레이터(로봇팔)를 활용하여 지뢰와 같은 위험물 탐지, 지하시설 내 감시 및 진단 등의 다양한 임무를 수행할 수있는 다족 로봇의 통합운동제어 기술의 개발을 목표로 하는 연구과제로 유연하고 컴플라이언트한 구동이 가능한 다족형 로봇플랫폼을 개발하고, 민군겸용기술로 다양한 산업분야를 확장해 나갈 계획입니다. 또한 노동 부담 경감, 산업 생산성 향상 등 국가 기술 경쟁력 확보에 일익을 담당하고 세계 로봇 및 관련 서비스 시장의 핵심 부분을 점유 및 선도해 나갈 예정입니다.(마) 물류창고 내 사람이 작업하는 선반 피킹에 최적화된 엘리베이션 가능한 모바일 오더피킹 로봇기술 개발기존 물류창고 인프라 활용을 극대화하여 시설 투자비를 최소화함으로써 규모가 작은 중소 물류업체의 경쟁력 강화를 위한 한국형 물류창고 운영 효율화가 가능한 모바일 물류 핸들링 로봇의 상용화와 그 핵심기술을 개발합니다.본 과제에서는 물류창고 환경에서의 효율화를 위해 수평 작업에 충분한 강성을 확보하고 작업 대상물의 다양한 형상에 대응하기 위한 실용적인 솔루션을 개발할 예정입니다. 그 중 그리퍼는 대상 물체에 따라 다양한 방식으로 활용될 수 있도록 3개의 dextrous한 손가락과 그 중심부에 흡착장치를 내장한 형태로 제작할 계획이며, 이는 책꽂이에 빽빽하게 채워진 책을 피킹하는 등 극단적인 상황에서의 작업까지 처리할 수 있도록 제작됩니다.당사는 공동연구개발기관인 한국생산기술연구원 등과의 협업을 통해 다양한 형태의 물건이 공존하는 물류창고 환경에서 최적화된 솔루션을 제공할 수 있도록 지속적인 연구개발을 수행하고 있습니다.(바) 가반하중 500g 고정밀 협동로봇 기술 개발소형고정밀 협동로봇은 설치 면적이 작고, 가벼워 공정 변경 시 유연하고 이전 설치가 쉽습니다. 또한, 비전문가도 쉽게 활용이 가능한 소프트웨어를 탑재하여 산업용로봇이나 일반 협동로봇에 비해 사용이 용이하고, 팔 길이가 짧지만 고정밀 작업이 가능하다는 장점이 있습니다.다만, 로봇시장은 산업용로봇과 일반 협동로봇이 대부분의 점유율을 가지고 있으며, 소형 협동로봇 시장은 아직 형성 초기단계에 있습니다.현재 제조산업 트렌드가 중공업 및 기계부품의 제조와 조립 위주의 산업에서 첨단 IT, 전자, 의약, 바이오 등의 산업으로 전환함에 따라 경량물에 대한 정밀한 로봇 작업의 수요가 증가하고 있습니다. 당사는 이에 대응하기 위해 소형고정밀 협동로봇의 연구개발을 통해 경량물의 정밀작업이 필요한 제조 분야는 물론 교육 및 연구분야, 검체채취, 검사진단 비대면 서비스 등 다양하게 활용이 가능하도록 할 예정입니다.