로봇이 실제로 움직이고 작동할 수 있는 이유는 복잡하게 설계된 구동부와 두뇌부 덕분입니다.
이번 글 “로봇의 핵심 구조: 구동부와 두뇌부는 어떻게 만들어질까?”에서는 로봇이 움직이는 구조와 그 안에 담긴 기술적 요소를 쉽게 이해할 수 있도록 정리해 봅니다.
로봇 기술의 핵심 구성 요소가 궁금한 사람들에게 도움이 될 것입니다.
1. 로봇이 움직이는 힘, ‘구동부’란 무엇인가?
로봇의 가장 큰 특징은 움직임을 스스로 만들어낸다는 것입니다.
이 움직임의 근원은 바로 모터를 중심으로 구성된 구동부입니다. 로봇은 관절 하나하나가 독립적으로 움직여야 하기 때문에, 회전축마다 모터가 필요합니다. 즉 자유도가 높은 로봇일수록 필요한 모터의 수가 많아집니다.
문제는 모터가 커질수록 로봇의 전체 크기와 무게도 증가한다는 점입니다. 무게가 늘어나면 더 큰 힘을 가진 모터가 필요해지고, 이는 다시 무게 증가로 이어집니다.
이런 악순환을 막기 위해 로봇에는 작지만 강력한 특수 모터가 사용됩니다.
우리가 주변에서 흔히 보는 가전용 모터와는 수준이 전혀 다릅니다.
또한 로봇용 모터는 고도의 정밀 제어가 필수입니다.
선풍기 모터가 한두 바퀴 더 돌아도 문제되지 않지만, 로봇이 목표 지점에 정확히 도달하지 못하면 심각한 오류가 발생합니다.
특히 인간형 로봇처럼 걷기·잡기·균형 유지 등 세밀한 동작을 해야 하는 경우는 정밀 제어 기술이 절대적으로 필요합니다.
여기에 저전력 설계 또한 빼놓을 수 없습니다.
대부분의 로봇은 전기 배터리를 통해 에너지를 공급받기 때문에, 모터가 아무리 강력해도 전력을 많이 소모하면 실용성이 떨어집니다.
배터리 용량에는 한계가 있으므로, 모터뿐 아니라 로봇 내부 구성품 전체가 모두 저전력 기반으로 설계되어야 합니다.
이는 로봇 개발에서 매우 큰 기술적 도전이자 중요한 경쟁 요소입니다.
2. 로봇의 지능을 담당하는 ‘두뇌부’의 특징
로봇의 두뇌는 우리가 잘 알고 있는 일반 컴퓨터와 비슷하지만, 로봇 특성에 맞춰 특별한 조건을 만족해야 합니다.
가장 중요한 차이는 견고함입니다.
책상 위에 놓고 사용하는 PC와 달리, 로봇은 끊임없이 움직이며 진동과 충격을 받습니다.
따라서 내부 회로와 기판은 흔들림과 충격에서도 버틸 수 있도록 설계되어야 합니다.
또한 로봇의 몸체 안에 들어가야 하므로 부피가 작고 콤팩트해야 합니다.
전력 소모 역시 최소화되어야 하는데, 이는 앞서 말한 구동부와 동일한 이유입니다.
배터리라는 제한된 에너지원으로 모든 장치를 움직여야 하기 때문에 두뇌부 역시 효율성이 중요합니다.
여기에 가격 경쟁력까지 갖춰야 합니다.
로봇은 여러 기능이 동시에 탑재되어야 하므로, 두뇌부의 비용이 너무 높으면 로봇 전체 가격이 크게 증가합니다.
실제로 ETRI(한국전자통신연구원)에서는 로봇에 꼭 필요한 기능만을 모아 저전력·저비용·소형화를 목표로 한 전용 보드를 개발하고 있습니다.
MIM-C 보드처럼 USB, 네트워크, 영상 코덱 등 필수 요소만을 집약한 칩은 로봇 개발 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다.
3. 미래 로봇 기술이 나아갈 방향: 더 작고, 더 강하고, 더 똑똑하게
로봇 기술의 발전 방향은 크게 세 가지로 요약할 수 있습니다.
첫째, 더 작고 가볍게 만드는 기술,
둘째, 더 강력한 구동 성능 확보,
셋째, 더 지능적인 판단 능력 향상입니다.
이 세 요소는 서로 긴밀히 연결되어 있습니다.
구동부는 점점 더 고효율 모터와 경량화된 기계 구조를 추구하고 있으며, 배터리 없이도 장시간 활동할 수 있도록 에너지 효율을 극대화하고 있습니다.
두뇌부는 인공지능 알고리즘과 고성능 프로세서를 기반으로, 더 빠른 판단과 더 정교한 행동을 가능하게 만들고 있습니다.
이러한 기술적 발전은 산업용 로봇뿐 아니라 의료, 돌봄, 재난 구조, 국방 등 다양한 분야에서 로봇의 활용도를 더욱 높이고 있습니다.
또한 자율주행 로봇과 AI 기반 로봇의 증가로, 로봇은 단순한 기계가 아닌 스스로 판단하고 협력하는 동반자의 모습에 한 걸음씩 가까워지고 있습니다.
앞으로의 로봇은 단지 무언가를 대신 해주는 도구를 넘어, 인간의 생활 품질을 높이는 파트너로 진화할 것입니다.
이를 가능하게 하는 핵심 요소가 바로 오늘 살펴본 구동부와 두뇌부의 기술력입니다.