협동로봇이 사람을 다치게 하지 않는 법

산업용 로봇은 보통 펜스 안에 가둬 둡니다 — 빠르고 강해서 사람이 닿으면 위험하니까요. 그런데 협동로봇(cobot) 은 펜스 없이 사람 옆에서 일합니다. 그러려면 "부딪혀도 사람이 다치지 않는다"가 보장돼야 합니다. 그 기준을 정한 게 ISO/TS 15066 입니다.

핵심은 접촉력 — 두 가지 접촉

15066의 중심 아이디어는 PFL(Power and Force Limiting) — 로봇이 낼 수 있는 힘을 인체가 견디는 한계 이내로 제한하는 것입니다. 접촉은 두 종류입니다.

도식 렌더링 중…

• 순간 접촉(transient) — 부딪히고 곧 튕겨 나가는 충격. 짧으니 상대적으로 높은 힘까지 허용.
• 준정적 접촉(quasi-static) — 사람을 벽에 끼워 누르는 상황. 지속되니 훨씬 낮은 한계.

그리고 이 한계는 신체 부위마다 다릅니다 — 손등은 비교적 강하고, 얼굴·목은 매우 약합니다. 15066은 부위별 통증·상해 한계(힘·압력)를 표로 규정합니다.

💡 같은 로봇도 어디를 치느냐에 따라 다르다 — 손을 살짝 미는 건 괜찮아도, 같은 힘으로 목을 누르면 위험합니다. 그래서 협동 작업은 "로봇이 닿을 수 있는 신체 부위"를 고려해 속도·힘을 제한해야 합니다.

또 하나의 길 — 속도·분리 감시(SSM)

힘을 제한하는 것 외에, 아예 안 부딪히게 하는 방법도 있습니다 — SSM(Speed and Separation Monitoring). 사람과의 거리를 실시간 감시해, 가까워지면 느려지고 너무 가까우면 멈춥니다.

도식 렌더링 중…

AMR의 안전 거리 유지와 같은 원리를 로봇팔에 적용한 것입니다.

시뮬레이션의 역할

▶ 협동로봇 워크셀 — 펜스 안에서 팔이 작업하고, 바로 옆에 사람(마네킹)이 서 있으며, 우상단 상태 표시등이 켜져 있다. 이 화면에 접촉력은 보이지 않는다 — 힘은 계측기가 재고 판정에 들어가며, 영상은 그 힘이 발생하는 배치를 보여줄 뿐이다.

⚠️ 접촉력 검증을 실물로만 하면 지옥이다 — 모든 신체 부위 × 자세 × 속도 조합을 더미로 일일이 때려 보려면 끝이 없습니다. 시뮬레이션에서 접촉력을 먼저 계산해 위험 구간을 좁히고, 실물 검증은 핵심만 — 이게 2025년 ISO 10218 개정이 15066을 본문으로 통합하며 더 중요해진 흐름입니다.

15066은 2016년 기술사양(TS)으로 나왔다가, 2025년 ISO 10218 개정에서 그 안전 요구가 본 표준으로 흡수됐습니다 — 협동로봇 안전이 예외가 아니라 핵심이 된 것입니다.

한 줄 정리

📌 ISO/TS 15066은 협동로봇이 부딪혀도 인체 통증 한계 이내의 힘만 내게 한다(PFL) — 순간/준정적 접촉, 신체 부위별 한계. 또는 SSM으로 거리에 따라 감속·정지. 모든 조합을 실물로 검증하긴 어려워 시뮬레이션 접촉력 계산이 핵심이며, 2025년 ISO 10218에 통합됐다.