현재 협동로봇 디자인 수집을 위해 국내외 주요 산업용 로 봇 기업에서 출시된 42개의 협동로봇 현황을 각 기업 웹사이 트를 통하여 수집하였다[Table 2].

협동로봇 링크 이미지 형태분석을 위해 가로축은 COMPLEX, SIMPLE, 세로축은 SOFT와 HARD의 이미지 척도 분석법 (image scale)을 통하여 기존 협동로봇을 분석하였다. 42개의 협동로봇 링크를 분석한 결과 알파벳 순서대로 A부터 N까지 14개의 형태 디자인으로 분석할 수 있었다[Fig. 4].

[Fig. 4] 

The Image Scale of Cobot’s Link

A는 가운데가 오목한 원기둥 형태이다. B는 기둥축이 한쪽 으로 휜 사각기둥의 형태이다. C는 기둥 축의 가운데 부분이 유선형인 원기둥 형태이다. D는 기둥 앞면이 둥글고 뒷면은 베어낸 것 같은 기둥 형태이다. E는 세로축 기둥이 오목한 형 태의 사각기둥 형태이다. F는 기본적인 원기둥 형태이다. G는 기둥 한쪽이 베인 볼록한 원기둥의 형태이다. H는 기둥축이 오목한 사각기둥 형태이다. I는 기둥 앞면이 볼록한 사각기둥 형태이다. J는 밑면을 마주 본 두 개의 원뿔대로 이루어진 형태 이다. K는 기둥 윗면이 위로 둥근 사각기둥의 형태이다. L은 기둥축이 한쪽으로 휜 사각뿔대 형태이다. M은 사각기둥 2개 가 지지하는 형태로 이루어져 있다. N은 기본적인 사각기둥 형태를 가지고 있는 것으로 분석되었다[Fig. 4].

지금까지의 링크형태 이미지 척도 결과를 기준으로 새로운 링크 형태 이미지 요소들을 제안하였다. 이는 이미지 척도법 에서 도출된 결과를 바탕으로 비어있는 공간척도에 연관성을 가지며 적합한 이미지를 새롭게 제안하였다. 새롭게 제안한 링크 이미지는 a, b, c, d, e, f, g, h, i, j 이다[Fig. 5].

[Fig. 5] 

The Proposal of Cobot Link’s Independent Variables

a는 오목하고 볼록한 형태가 다 들어 있는 기둥 형태이다. b 는 앞면이 둥글고 기둥축이 한쪽으로 휜 형태이다. c는 밑면이 반원이고 기둥축의 가운데 부분이 유선형인 기둥 형태이다. d 는 중간 부분을 오목하게 둘러 베인 형태이다. e는 타원기둥 형태이다. f는 원뿔대 형태이다. g는 원뿔대를 밑면을 마주 보 게 붙인 형태이다. h는 밑면이 반원인 기둥 형태로 이는 원기 둥을 기둥축 방향으로 반을 자른 형태와 같다. i는 중간 부분을 오목하게 네 방향으로 베어낸 사각기둥 형태이다. j는 밑면이 정사각형인 사각기둥 형태를 도출할 수 있었다[Fig. 5].

다음은 기존 협동로봇을 이미지 척도 분석법을 통하여 협 동로봇의 조인5트 형태를 분석하였다. 42개의 협동로봇 조인 트를 분석한 결과 숫자 순서대로 1부터 14까지 14개의 형태 디 자인으로 분석할 수 있었다[Fig. 6].

[Fig. 6] 

The Image Scale of Cobot’s Joint

1은 돔 조인트 형태로 반구 형태와 같다. 2는 둥근 조인트의 형태이다. 3은 납작하며 둥근 조인트의 형태이다. 4는 일체형 조인트 위에 옵셋(off-set)의 원형 띠가 얹어져 있는 형태이다. 5는 일체형의 조인트 위에 납작한 원기둥 형태가 얹어져 있다. 6은 휠 구조와 비슷한 조인트 형태이다. 7은 원기둥 조인트 겉 면에 옵셋의 원형 띠가 둘러져 있는 형태이다. 8은 원기둥의 변 형된 형태이다. 9는 일체형의 조인트 위에 원뿔대 형태가 얹어 져 있다. 10은 원기둥 형태의 밑면을 사선으로 자른 조인트 형 태이다. 11은 물방울과 비슷한 형태로 서로 다른 조인트끼리 맞 물린 형태로 조성된다. 12는 원뿔대의 변형된 형태이다. 13은 원 기둥 형태 윗면을 사선으로 자른 형태이다. 14는 일체형의 조인 트 위에 납작한 도형이 얹어져 있는 형태로 분석되었다[Fig. 6].

그다음, 기존 조인트 형태분석 이미지 척도법의 그룹 간 서 로의 이미지 연관성을 통해 협동로봇의 아이덴티티를 새롭게 부각할 수 있는 새로운 조인트 이미지를 제안하였다. 새롭게 제안한 조인트 이미지는 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 이다 [Fig. 7].

[Fig. 7] 

The Proposal of Cobot Joint’s Independent Variables

15는 돔 밑면을 유선형으로 벤 조인트 형태이다. 16은 반구 형태, 돔 형태의 윗 면을 스쿱으로 도려내고 아랫면을 오목하 게 띠 형태로 도려낸 조인트 형태이다. 17은 높이가 낮은 납작 한 돔 조인트 형태이다. 18은 원기둥 밑면을 유선형으로 벤 조 인트 형태이다. 19는 반구 형태, 돔 형태에 윗 부분을 밑면과 평행하게 베인 조인트 형태이다. 20은 육각뿔대의 조인트 형 태이다. 21은 사각뿔대의 조인트 형태이다. 22는 원기둥 윗면 을 위 방향으로 오목하게 도려낸 조인트 형태이다. 23은 헤어 드라이어 입구 같은 조인트 형태를 도출하였다[Fig. 7].

앞에서 도출한 링크와 조인트 중에서 새롭고 차별화된 형 태요소를 선택하였다. 선택을 위해서 2명의 디자인전공 교수, 1명의 로봇전공 교수, 2명의 로봇 개발 전문가 등 총 5명[Table 3]의 전문가그룹회의(Focus Group Interview)를 실시하였다.

그 후 범위를 좁혀 차별화된 형태 요소를 기준으로 최종 협 동로봇에 대한 형태 요소를 도출하였다. [Fig. 8]에서 보는 바 와 같이 링크 형태 요소 4개(1, 2, 3, 4)와 조인트 형태 요소 3개 (Ⓐ, Ⓑ, Ⓒ)를 각각 선택하였다.

[Fig. 8] 

Proposal of final Cobot type extracted through FGI

본 연구에서는 협동로봇의 형태요소를 링크, 조인트의 주 요 변수를 지정하였기 때문에 형태분석법 중 2D 형태 조합 분 석을 진행하였다.

기존의 디자인과 차별화된 형태를 도출하기 위해서 링크 형태 요소 4개(1, 2, 3, 4)와 조인트 형태 요소 3개(Ⓐ, Ⓑ, Ⓒ)의 총 12개(1Ⓐ, 2Ⓐ, 3Ⓐ, 1Ⓑ, 2Ⓑ, 3Ⓑ, 4Ⓑ, 1Ⓒ, 2Ⓒ, 3Ⓒ, 4Ⓒ)의 새로운 협동로봇 형태 디자인 경우의 수를 도출할 수 있다.

본 연구는 차별화된 형태를 도출하는 것이 목표이므로 기존의 협동로봇과 비슷한 형태 이미지를 배제한 후 형태 분석법을 적용한 총 12개의 협동로봇 형태 디자인이 도출 되었다[Table 4].

앞에서 도출된 형태분석 결과(12개 디자인 안)를 가지고 S 기업에 적용하여 보았다. S기업은 협동로봇을 이용하여 식당 및 카페 서비스를 계획하고 있다.

기업 대표 및 관계자와 여러 차례 심층 면담을 통하여 차별 화된 식당 및 카페 서비스를 위한 로봇 형태로 고객들에게 친 근하고 요식업과 잘 어울릴 수 있도록 라운드가 많이 들어간 로봇으로 최종선택(4Ⓐ)하였다. 최종선택한 안에 대해서 구체 적인 디자인 작업을 진행하여 결과를 제시하였다[Fig. 9].

[Fig. 9] 

The Design Result of Company S