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브레이크뉴스 문홍철 기자= 현대자동차·기아가 지난 27일 경기 고양시에 위치한 ‘현대 모터스튜디오 고양’에서 ‘웨어러블 로봇 테크데이(Wearable Robot Tech Day)’를 개최하고, 착용 로봇 ‘엑스블 숄더(X-ble Shoulder)’ 최초 공개와 사업화 계획을 발표했다.
현대차·기아의 착용 로봇 브랜드 엑스블(X-ble)은 무한한 잠재력을 의미하는 ‘X’와 무엇이든 현실화할 수 있다는 의미인 ‘able’을 합쳐 만든 이름이다.
엑스블 제품군 가운데 처음으로 공식 판매를 시작하는 엑스블 숄더는 현대차·기아 로보틱스랩의 자체 기술로 개발한 산업용 착용 로봇이다. 산업 현장에서 팔을 위로 올려 작업하는 ‘윗보기 작업’에 활용하면 사용자의 상완(어깨, 팔꿈치) 근력을 보조해 근골격계 부담을 크게 줄여준다.
현대차·기아는 자동차 산업뿐만 아니라 건설/조선/항공/농업 등 다양한 산업에서 활용 가능할 것으로 기대하고 있으며, 국내 출시 후 해외지역까지 판매 영역을 점차 확대할 계획이다.
특히, 이번에 선보이는 ‘엑스블 숄더’에 이어 무거운 짐을 들 때 허리를 보조해주는 산업용 착용 로봇 ‘엑스블 웨이스트(X-ble Waist)’, 보행 약자의 재활을 위한 의료용 착용 로봇 ‘엑스블 멕스(X-ble MEX)’ 개발에 박차를 가할 계획이다.
엑스블 숄더의 가장 큰 특징은 무동력 토크 생성 구조로 설계돼 가벼울 뿐만 아니라, 별도로 충전할 필요가 없어 유지 및 관리가 편리하다는 점이다.
전동 시스템을 대신해 ‘근력 보상 모듈’을 적용, 보조력을 생성하는 것이 기술의 핵심이다. 이 모듈은 크랭크 축과 인장 스프링, 그 사이를 연결하는 ‘멀티링크’로 구성된다.
근력 보상 모듈이 작동하면 모듈 내부의 인장 스프링에서 방출된 탄성에너지가 멀티링크를 거쳐 크랭크 축에 ‘회전력(토크)’ 형태로 전달되는데, 이렇게 생성된 회전력은 사용자의 상완 근력을 보조하는 역할을 한다.
이러한 메커니즘을 통해 엑스블 숄더 사용자는 어깨 관절 부하와 전∙측방 삼각근 활성도를 최대 60%와 30%를 각각 경감할 수 있다.
특히, 멀티링크 구조 덕분에 각 링크의 길이와 결합 위치를 조정할 수 있어 작업 환경별 최적의 보조력을 생성할 수 있다는 장점도 있다. 현대차·기아는 해당 멀티링크 기술에 대한 특허를 다수 보유하고 있다.
엑스블 숄더는 사용자의 안전과 사용성을 최우선으로 고려해 제작됐다. 고성능 차량에 쓰이는 ‘탄소 복합 소재’와 ‘내마모성 소재’가 적용돼 알루미늄 소재 대비 3.3배의 강성을 확보하면서도 중량은 40% 경감했다.
또한, 팔 받침 등 사용자 몸에 직접 닿는 부분은 차량의 크래시 패드에 쓰이는 ‘내충격성 소재’를 활용해 산업 현장에서 발생할 수 있는 돌발 충격에도 인체 손상을 최소화하도록 설계됐다.
제품 총 무게는 약 1.9kg(본체 1.4kg, 착용부(조끼) 0.5kg)이며, 착용자의 신체 조건에 따라 사이즈를 선택할 수 있다. 본체의 길이도 406mm부터 446mm까지 직접 조정할 수 있다.
제품을 착용하더라도 다른 동작을 하는데 불편함이 없다는 점도 장점이다. 어깨 관절을 굽히고 펴는 각도를 0°~180°까지로 구현해 제품을 착용한 상태에서도 양 팔을 자유롭게 움직일 수 있으며, 팔을 내리거나 앉아서 휴식을 취할 때도 착용자의 움직임을 방해하지 않는다.
엑스블 숄더 라인업은 ‘기본형’과 ‘조절형’ 두 가지가 있다. 기본형은 자세가 고정되지 않고 계속 변하는 작업에서 범용으로 사용할 수 있고 사용자에게 최대 2.9kgf의 보조력을 제공한다. 조절형은 동일 자세를 반복하는 작업에 활용하기 적합하다. 작업 자세에 맞게 최대 토크를 얻을 수 있는 각도(75°~120°)를 사용자가 직접 조정할 수 있으며 최대 3.7kgf의 보조력을 제공한다.
모듈화 된 본체와 착용부(조끼)는 탈착이 가능해 손쉽게 관리할 수 있고 다양한 작업 환경에 맞게 제품을 최적화할 수 있다. 일례로, 주로 한 쪽 팔로 작업하는 경우에는 본체 한 쪽을 분리해 편측만 사용할 수 있다. 착용부(조끼)만 분리 후 세탁이 가능해 청결 관리 및 보관이 용이하다.
엑스블 숄더는 산업현장에서 무수히 반복되는 동작에도 견딜 수 있는 강건한 내구성을 갖추고 있다. 로보틱스랩은 자동차 내구성 평가 기준을 접목, 3개월 단위로 60만회 이상의 가속 내구시험을 진행하고 있다. 시험 중 매 횟수마다 토크 변화를 실시간으로 측정해 품질 변화 양상을 점검하고 있으며 출시 이후에도 고품질을 유지할 수 있도록 지속 관리할 방침이다.
현대차·기아 로보틱스랩은 엑스블 숄더의 사업화 계획도 발표했다. 현대차·기아 생산 부문에 엑스블 숄더를 우선 공급할 계획이다. 2025년부터 현대차그룹 27개 계열사는 물론, 건설/조선/항공/농업 등 다양한 분야의 타기업까지 판매처를 확대한다. 2026년에는 국내 판매 경험을 바탕으로 유럽, 북미 등 해외 시장 진출을 목표로 하고 있다.
구매 희망 기업은 28일부터 현대차·기아 로보틱스랩 홈페이지를 통해 문의 및 상담이 가능하며, 현대차·기아는 내년 상반기 중 순차적으로 제품을 출고할 계획이다.
로보틱스랩은 구매 희망 기업에게 ‘엑스블 숄더 통합 컨설팅’을 제공해 해당 기업이 엑스블 숄더 도입 여부에 대해 데이터에 기반한 의사결정을 내릴 수 있도록 지원한다. 하드웨어 제품을 판매하는 것에 그치지 않고 각기 다른 산업 현장 상황에 최적화된 맞춤형 솔루션을 제공하는 것이다.
구체적으로 모션센서를 활용, 작업자의 실제 동작을 측정하고 인체모델 동역학 분석을 통해 작업중 근육과 관절의 부하를 수치화해 제시하는 동시에, 해당 공정에서 엑스블 숄더 적용시 부하 경감 정도를 나타내는 평가지표 등을 제공한다.
한편, 현대차·기아 로보틱스랩은 지난 6월 서울 성수동에 위치한 ‘팩토리얼 성수’ 빌딩에 자체 기술인 딜리버리 로봇, 전기차 자동 충전 로봇, 첨단 안면 인식 등을 활용한 서비스를 시작했다. 로보틱스랩은 인간과 로봇이 공존하는 사회를 현실화하기 위해 제품군을 확장하고 ‘로보틱스 토탈 솔루션’ 구축을 지속해 나갈 계획이다.
break9874@naver.com
*아래는 위 기사를 '구글 번역'으로 번역한 영문 기사의 [전문]입니다. '구글번역'은 이해도 높이기를 위해 노력하고 있습니다. 영문 번역에 오류가 있을 수 있음을 전제로 합니다.<*The following is [the full text] of the English article translated by 'Google Translate'. 'Google Translate' is working hard to improve understanding. It is assumed that there may be errors in the English translation.>
Hyundai Motor Company and Kia Motors Unveil Non-powered Wearable Robot ‘Xble Shoulder’ for the First Time
Hyundai Motor Company and Kia Motors held ‘Wearable Robot Tech Day’ at ‘Hyundai Motorstudio Goyang’ located in Goyang-si, Gyeonggi-do on the 27th and announced the first public release and commercialization plan of the wearable robot ‘X-ble Shoulder’.
Hyundai Motor Company and Kia Motors’ wearable robot brand X-ble is a name created by combining ‘X’, which means infinite potential, and ‘able’, which means that anything can be realized.
The X-ble Shoulder, which is the first of the X-ble product lines to be officially sold, is an industrial wearable robot developed with Hyundai Motor Company and Kia Motors Robotics Lab’s own technology. When used for ‘upper-view work’ where the arms are raised in industrial sites, it assists the user’s upper arm (shoulder, elbow) strength and greatly reduces the burden on the musculoskeletal system.
Hyundai Motor Company and Kia Motors expect that it will be utilized in various industries such as construction/shipbuilding/aviation/agriculture as well as the automobile industry, and plans to gradually expand its sales area to overseas regions after its domestic launch.
In particular, following the ‘X-ble Shoulder’ that is being introduced this time, we plan to accelerate the development of the ‘X-ble Waist’, an industrial wearable robot that assists the waist when lifting heavy loads, and the ‘X-ble MEX’, a medical wearable robot for the rehabilitation of people with walking difficulties.
The biggest feature of the X-ble Shoulder is that it is designed with a non-powered torque generation structure, so it is not only light, but also convenient to maintain and manage as it does not require separate charging.
The core of the technology is to apply a ‘muscle compensation module’ instead of a power system to generate auxiliary power. This module consists of a crank shaft, a tension spring, and a ‘multi-link’ that connects them.
When the muscle compensation module operates, the elastic energy released from the tension spring inside the module is transmitted to the crank shaft in the form of ‘torque’ through the multi-link, and the rotational power generated in this way plays a role in assisting the user’s upper arm strength.
Through this mechanism, X-B Shoulder users can reduce shoulder joint load and anterior and lateral deltoid muscle activity by up to 60% and 30%, respectively.
In particular, thanks to the multi-link structure, the length and connection position of each link can be adjusted, which has the advantage of generating optimal assistive power for each work environment. Hyundai Motor Company and Kia Motors hold multiple patents for the multi-link technology.
X-B Shoulder was manufactured with the user’s safety and usability as top priorities. By applying ‘carbon composite materials’ and ‘wear-resistant materials’ used in high-performance vehicles, it has secured 3.3 times the rigidity of aluminum materials while reducing the weight by 40%.
In addition, parts that come into direct contact with the user’s body, such as the armrest, are designed to minimize damage to the human body even from sudden shocks that may occur in industrial settings by utilizing ‘impact-resistant materials’ used in vehicle crash pads.
The total weight of the product is approximately 1.9 kg (body 1.4 kg, wearable part (vest) 0.5 kg), and the size can be selected according to the wearer’s physical condition. The length of the main body can also be adjusted directly from 406mm to 446mm.
Another advantage is that there is no inconvenience in performing other movements even when wearing the product. The angle of bending and straightening the shoulder joint is implemented from 0° to 180°, so both arms can be moved freely even when wearing the product, and it does not interfere with the wearer's movements when lowering the arms or sitting down to rest.
The X-Ball Shoulder lineup comes in two types: 'basic' and 'adjustable'. The basic type can be used universally in tasks where the posture is not fixed and constantly changing, and provides the user with up to 2.9kgf of assistive force. The adjustable type is suitable for tasks that repeat the same posture. The user can directly adjust the angle (75° to 120°) to obtain the maximum torque according to the working posture, and provides up to 3.7kgf of assistive force.
The modularized main body and the wearable part (vest) are detachable, so they are easy to manage and the product can be optimized for various working environments. For example, if you mainly work with one arm, you can detach one side of the main body and use only one side. Only the wearable part (vest) can be separated and washed, making it easy to maintain cleanliness and storage.
The X-Ball Shoulder has strong durability that can withstand countless repeated movements in industrial sites. Robotics Lab is conducting accelerated durability tests of more than 600,000 times every three months by incorporating automobile durability evaluation standards. During the test, torque changes are measured in real time for each repetition to check the quality change pattern, and the plan is to continuously manage it so that high quality can be maintained even after launch.
Hyundai Motor Company and Kia Robotics Lab also announced a plan to commercialize the X-Ball Shoulder. They plan to supply the X-Ball Shoulder to the Hyundai Motor Company and Kia production divisions first. Starting in 2025, sales channels will be expanded to include not only 27 affiliates of the Hyundai Motor Group, but also other companies in various fields such as construction/shipbuilding/aviation/agriculture. In 2026, they aim to enter overseas markets such as Europe and North America based on their domestic sales experience.
Companies wishing to purchase can inquire and consult through the Hyundai Motor Company and Kia Robotics Lab website from the 28th, and Hyundai Motor Company and Kia Motors plan to sequentially ship the products in the first half of next year.
Robotics Lab provides ‘Xble Shoulder Integrated Consulting’ to companies wishing to purchase, helping them make data-based decisions on whether to introduce Xble Shoulder. It does not stop at selling hardware products, but provides customized solutions optimized for each industrial site situation.
Specifically, it measures the actual movements of workers using motion sensors, quantifies the load on muscles and joints during work through human model dynamics analysis, and provides evaluation indicators indicating the degree of load reduction when applying Xble Shoulder in the process.
Meanwhile, Hyundai Motor Company and Kia Robotics Lab started a service utilizing its own technologies such as delivery robots, electric vehicle automatic charging robots, and advanced facial recognition in the ‘Factory Seongsu’ building located in Seongsu-dong, Seoul in June. Robotics Lab plans to expand its product line and continue to build a ‘Total Robotics Solution’ to realize a society where humans and robots coexist.
