Synapticon이 새로운 기술 백서인 “인간형 로봇 혁명을 이끄는 힘: 비정형 환경을 위한 고동적 안전 등급 구동 시스템(Powering the Humanoid Revolution: High-Dynamic, Safety-Rated Actuation for Unstructured Environments)”을 발간했습니다. CTO 안드리아 페헤르(Andrija Feher)와 팀 프로리히(Tim Fröhlich) 박사, 플로리안 바이스하르트(Florian Weißhardt) 박사가 집필한 이 문서는 인간 환경에서 사용될 인간형 로봇을 설계하는 개발팀을 대상으로 합니다.

AI 구현의 물리적 기반으로서의 액추에이터

이 백서의 핵심 주장은 다음과 같습니다. 휴머노이드 로봇의 성능은 관절의 품질에 직접적으로 좌우됩니다. 기존의 산업용 액추에이터는 높은 충격 하중과 동적 균형 요구 사항이 있는 이동식 배터리 구동 시스템에 적합하지 않습니다. 이 백서는 이러한 용도에 특화된 솔루션으로 ACTILINK 액추에이터 시리즈를 소개합니다.

액추에이터의 스펙트럼: 다리에서 팔까지

인간형 로봇은 신체 부위에 따라 구동 장치에 대해 근본적으로 다른 요구 사항을 갖습니다:

• ACTILINK-JD (Dynamic Joints): 고관절, 무릎, 발목용 — 행성 기어 방식, 역회전 가능, 최대 320 Nm의 최대 토크(JD 12 Duo). 동적 이동 시 충격 흡수 및 에너지 효율을 최적화했습니다.
• ACTILINK-JP (Precision Joints): 암 및 정밀 조작용 — 스트레인 웨이브 기어(하모닉 드라이브), 백래시 없음, 토크 센서(옵션) 및 “Safe Torque” 기능을 위한 PLd 인증 획득. 이러한 조합은 하모닉 드라이브 액추에이터 시장에서 독보적입니다.

두 제품군 모두 기계 부품에 대한 최고 수준의 기능 안전 등급인 카테고리 3, PLe, SIL3 인증을 획득했습니다.

안전한 유도 낙하: 안전의 새로운 개념

이 백서의 주요 초점은 기존 기계 안전 시스템의 개념적 문제에 맞춰져 있습니다. 즉, ‘안전 토크 차단(STO)’—모터 전원 공급을 즉시 차단하는 방식—은 고정형 산업용 로봇에는 적합하지만, 동적 균형을 유지하는 휴머노이드 로봇에게는 위험할 수 있습니다. 전원 공급이 중단되면 제어 권한을 상실하게 되어 통제 불능의 낙상이 발생할 수 있습니다.

이에 대한 Synapticon의 해결책은 ‘액티브 쇼트 서킷(ASC)’입니다. ACTILINK 구동 장치는 오류가 감지되는 즉시 전자적으로 제어되어 모터 권선을 단락시킵니다. 이로 인해 전자기 제동 효과가 발생하며, 이를 ‘안전 유도 낙하(SGF)’라고 합니다. 로봇은 통제 불능 상태로 쓰러지는 대신, 유도되고 제어된 상태로 지면으로 내려갑니다. 이를 통해 장비가 보호될 뿐만 아니라, 더 중요한 것은 주변 사람들의 안전이 보장된다는 점입니다.

POSITRON SAFETY AI 아키텍처: 3단계 안전 체계

또한 이 백서는 POSITRON Safety AI 아키텍처의 1차 구성 요소로서 ACTILINK 액추에이터가 수행하는 역할을 설명합니다:

1. Tier 1 – Safe Motion: 50개 이상의 자유도를 지원하는 FSoE(Fail-Safe over EtherCAT) 기반 안전 인증 모션 모니터링
2. Tier 2 – 안전한 인체 감지: IEC 62998에 따른 카메라 기반 인체 감지
3. Tier 3 – AI 행동 안전: 사고 발생 전 위험 요소를 탐지하는 다중 모드 AI 모델

이 아키텍처에서 각 액추에이터는 지능형 안전 노드 역할을 수행합니다. 각 액추에이터는 실시간으로 안전 제한 속도(SLS)와 안전 제한 토크(SLT)를 점검하고, 안전한 위치 및 속도 데이터를 제공합니다. 이를 통해 AI 시스템에 오류가 발생하더라도 신뢰할 수 있게 대응하는 최후의 안전망 역할을 합니다.

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