2024 공학페스티벌 창의적 종합 설계 경진대회에서 우수상 수상

지난 11월 22일, 홍익대학교 MOBI 팀이 2024 공학페스티벌 창의적 종합 설계 경진대회 시상식에서 ‘산업통상자원부장관상을 수상했다. 이번 페스티벌은 창의적 종합 설계 경진대회, 시상식, 토크쇼, 숏필름 공모전 등 다양한 프로그램으로 구성된 공학 축제로, 산업통상자원부가 주최하고 한국산업기술진흥원과 공학교육혁신협의회가 주관했다. 전국 73개 공과대학과 13개의 컨소시엄이 참여했으며, 총 140여 개의 캡스톤 디자인 작품 중 13개 작품이 본선에 진출했다.

도심형 스마트팜의 한계를 극복한 ‘LIVO’

MOBI 팀은 도심형 스마트팜에서 작업자를 보조할 자율주행 협동 로봇 ‘LIVO’를 제작했다. 도심화와 농촌 인구 감소로 인해 도심 내 안정적인 농산물 공급이 요구되는 가운데, 스마트팜은 공간 효율성을 극대화할 수 있는 대안으로 주목받고 있다. 그러나 수직형 구조의 스마트팜은 작업자가 좁은 통로에서 무거운 파종판을 직접 들고 이동하거나 사다리를 이용해야 하는 등 비효율성과 안전성 문제가 발생한다. MOBI 팀은 이러한 문제에 주목하여, 높은 곳에서 작업자를 보조하고 자율주행으로 파종판을 운반할 수 있는 로봇을 개발했다.

‘LIVO’의 핵심 기능

‘LIVO’의 핵심 기능은 네 가지로,  작업자가 원하는 높이에 맞춰 파종판을 올려주는 기능인 ‘액추에이터 기둥’, 다양한 형태의 크기의 파종판을 적재할 수 있는 ‘모듈식 적재 구조’, 여러 개의 파종판을 한 번에 들고 이동할 수 있는 ‘자율주행 기능’, 그리고 작업자가 원하는 위치로 자율 이동 및 원격 제어가 가능한 ‘직관적 인터페이스’이다.

‘LIVO’는 Aruco Marker 기반의 SLAM 자율주행 기술을 통해 실내 공간을 정확히 인식하고, 최적의 경로로 이동한다. 또한, 각 식물 재배 모듈에 부착된 마커를 인식하고 정밀한 위치 추적이 가능하게 하여 높은 안정성을 가지는 자율주행 기술을 제공한다. 최대 2m까지 들어 올릴 수 있는 가변형 리프터를 장착해 높은 곳에서도 안전하게 작업할 수 있으며, 안정적인 리프팅을 위해 리프터 구조 내에 슬라이드 레일을 설치하여 흔들림을 최소화했다. 마지막으로, 스마트팜의 신선한 느낌과 로봇의 첨단적인 느낌을 결합하여 스마트팜 내에서 전시효과를 극대화 할 수 있도록 디자인에 노력을 기울였으며 사용하지 않을 때는 콤팩트한 디자인을 유지한다.

도전과 협업의 결과

MOBI 팀은 1년이라는 제한된 기간 동안 소프트웨어 개발부터 하드웨어 제작까지 전 과정을 완수해야 했다. 특히, 실제 도심 스마트팜 작업자들의 요구를 반영하기 위해 반복적인 피드백과 수정을 거쳐야 했다. 이에 팀은 ROS2 교육, 논문 연구를 참고하며 스터디를 진행했다.

MOBI 팀은 80여 개 부품을 직접 3D 프린터로 출력하고 조립, 후가공, 도색까지 진행하는 과정을 일주일 안에 끝마치는 과정이 가장 힘들었다고 말했다. 그러나 팀원들은 매일 만나 협업하며, 일주일에 5일 이상 밤을 새우는 강행군 끝에 목표를 달성했다.

엔지니어링과 디자인의 융합

팀 MOBI는 단순히 동작하는 로봇을 만드는 것이 아니라 사용자의 고충을 이해하고 니즈를 반영하여 사람과 상호작용을 하며 작업을 보조할 수 있는 로봇을 개발하는 것을 목표로 잡았다. 이를 위해 디자인과 엔지니어링의 융합이 필수적이었으며, 미래 모빌리티 융합 전공을 이수한 다학제 팀원들과의 협업을 통해 시너지를 극대화할 수 있었다고 전했다. 팀 MOBI는 프로젝트를 마친 이후에도 기술적 성과를 인정받아 특허 출원을 완료하였으며, 이번 프로젝트를 통해 미래형 농업 환경에 기여할 수 있는 가능성을 입증했다. 팀 MOBI는 향후 미래 모빌리티 분야에서도 지속적인 연구와 혁신을 이어갈 계획이다.

온라인커뮤니케이션실 하은수 기자