기계공학부

국민대학교(총장 정승렬) 기계공학부 학생들로 구성된 ‘잡아조’ 팀이 「2025 KMU 캡스톤디자인 경진대회」에서 ‘재사용 폐배터리 공정 자동화를 위한 지능형 로봇팔 시스템’을 선보여 금상을 수상했다.  

 이번 경진대회는 국민대학교 공학교육혁신센터 사업단이 주관하는 행사로, 학생들이 전공 수업을 통해 습득한 공학 지식을 바탕으로 산업·사회 현장의 문제를 정의하고, 이를 설계·제작·검증까지 수행한 결과물을 공유하는 자리다. 참가팀들은 기술성, 창의성, 완성도, 구현 수준, 현장 적용 가능성 등 다각적인 기준을 바탕으로 종합 평가를 받았다.

 ‘잡아조’ 팀(안종석, 김민섭, 이승주, 정원채, 최동연, 김민우)은 최근 빠르게 확대되고 있는 폐배터리 재사용 시장의 성장과 함께 부각되는 현실적인 문제, 즉 재사용 배터리 조립 공정의 자동화 부족에 주목했다. 기존 조립 공정은 작업자의 수작업 의존도가 높아 안전사고 위험이 크고, 작업자의 숙련도에 따라 품질 편차가 발생하는 한계가 있다. 특히 고정밀 조립이 요구되는 상황에서는 반복 작업의 부담이 커지고, 생산성 또한 제한될 수밖에 없다. 이에 팀은 로봇팔 기반 자동화 시스템을 통해 배터리 셀의 인식–판별–조립–적재 과정을 하나의 공정 흐름으로 통합하고, 작업 안전성과 정밀도를 동시에 확보할 수 있는 솔루션을 구현했다.

 금상을 수상한 시스템의 핵심은 AI 비전 기반 배터리 셀 실시간 판별 기술과 정밀 로봇 제어 기술의 결합이다. ‘잡아조’ 팀은 Edge Impulse 기반 머신러닝 모델을 활용해 배터리 셀의 위치와 방향을 실시간으로 인식하도록 구현했으며, OpenCV 기술을 적용해 하우징 내부의 빈 슬롯 위치를 감지한 뒤 로봇팔이 배터리 셀을 정밀하게 이동·적재하도록 설계했다. 또한 역기구학 기반 제어 모델을 적용해 안정적인 로봇 동작을 구현함으로써 자동 적재 과정의 반복 정밀도와 동작 신뢰성을 높였다. 학생들은 AI 비전 기반 판단 과정, 비전 인식 오차를 고려한 보정 전략, 반복 동작을 위한 안정적 궤적 설계 등 실제 적용 관점에서 필요한 요소들을 단계적으로 점검하고 개선해 나가며 결과물을 완성했다.

 다학제간캡스톤디자인 지도교수인 하창완 교수는 “이번 프로젝트는 학생들이 단순히 로봇을 설계·제작한 수준을 넘어, 산업 현장의 공정 문제를 공학적으로 정의하고 이를 시스템 설계와 구현, 검증까지 연결했다는 점에서 의미가 크다”며 “로봇 기구학, 제어, 비전 기반 인식 등 각 요소 기술을 개별 지식으로 이해하는 데서 나아가, 실제 공정 자동화라는 목표 아래 통합적으로 설계하고 최적화하는 경험을 했다는 점이 매우 값지다”고 말했다. 이어 “캡스톤디자인은 결과물도 중요하지만, 그 과정에서 학생들이 문제 해결 능력과 협업 역량을 함께 키우는 교육 과정”이라며 “이번 경험이 학생들이 산업 현장에서 요구하는 실전형 엔지니어로 성장하는 데 소중한 발판이 되기를 기대한다”고 덧붙였다.