포도원의 고정밀 로봇

프랑스의 보르도 지방에서 로봇은 포도 나무 사이의 풀과 잡초를 제거하며 포도가 자연 그대로 자랄 수 있도록 도와줍니다. 화성 탐사선에서 착안한 이 로봇은 언덕이 많은 지형도 쉽게 다닐 수 있도록 하였습니다.

길이 70cm, 무게 20kg의 비티로버는 시속 300미터의 속도로 풀과 잡초를 베어냅니다.
사진: 비티로버(Vitirover)

프랑스의 쌩떼밀리옹 주변의 와인 지역은 세계적으로 유명하며 전통이 있는 곳입니다. 이 곳에서 처음으로 와인 제조가 시작되었던 로마 시대에는 포도원에서의 로봇을 상상도 할 수 없었지만 오늘날 로봇은 포도 재배에 많은 도움이 되고 있습니다. 쌩떼밀리옹의 비티로버(Vitirover) 사가 개발한 잔디 깎는 로봇은 태양열로 구동하는 완전 자율 주행 방식이며 약 20여 대의 로봇이 이 지역 포도원에서 사용되고 있습니다. 비티로버 사는 올해 철도 또는 태양광 발전시스템에서 사용할 200여 대의 로봇을 공급할 계획입니다. 이 로봇의 주요 장점은 환경 친화적이며 오가닉 와인을 만들 수 있도록 도와줍니다. 또한 로봇을 사용함으로써 글리포사트 같은 살충제가 필요 없고 트랙터나 말들로 인해 토양에 압력이 생기는 것을 방지할 수 있습니다.

ESA와의 긴밀한 협업

2헥타르가 넘는 토지에서 풀을 깎는 로봇의 개발은 쉽지 않았습니다. 포도원의 울퉁불퉁한 땅은 화성의 표면과 매우 비슷하여 비트로버 사는 유럽 우주국(ESA)과 함께 협업하여 화성에서의 임무를 위해 개발된 모든 로봇의 설계를 검토했습니다. "우리가 원하는 사양에 부합하는 지상 로봇을 찾기가 어려웠기 때문에 ESA와의 협업은 많은 도움이 되었습니다." 라고 비트로버 사의 CTO인 자비에르 다비드 볼리외(Xavier David Beaulieu)가 말합니다. 그는 2010년 아노 드 라 푸샤디에르(Arnaud de la Fouchardière) 와 함께 회사를 시작하였습니다. 그는 가족 경영 기업이었던 생떼밀리옹에 위치한 Château Coutet 와이너리를 인수한 후 포도 나무 사이의 풀과 잡초로 인해 어려움을 겪었습니다. 오늘날 비티로버사는 와이너리 분야에서 고정밀 포도 재배에 관해 세계적인 선도 기업이 되었으며 10명의 직원이 근무합니다.

로봇은 돌투성이의 경사진 길을 달리며 평균 12초마다 기계적 부하를 감지합니다. 이 로봇에 사용되는 모터에 대한 요구사항은 매우 까다롭습니다. 메카트로닉 솔루션은 비트로버사와 맥슨 프랑스인 mdp의 8년 이상의 협력 관계에서 나온 성과였습니다. 로봇에는 4개의 DC 모터가 적용되었으며 각 바퀴 당 한개의 모터가 장착됩니다. 사용된 모터는 DCX 22 L 모터로 좁은 공간에서 최대의 출력 밀도를 공급합니다. 또한 배터리 구동 방식에서 중요한 요소인 높은 효율성을 갖추고 있습니다. GP 32 C 기어와 결합된 이 솔루션을 통해 로봇은 바퀴의 하중을 흡수하고 이동에 필요한 토크를 공급할 수 있게 됩니다. "드라이브에 있어 휠축의 래디얼 하중 문제가 결코 간단하지 않았지만 결국 우리는 해냈습니다"라고 자비에르 다비드 볼리외는 말합니다.

알루미늄 벨 하우징으로 밀폐

가장 큰 문제는 DCX 32 L 모터로 구동되는 3개의 블레이드였습니다. 강한 부하에 의해 모터의 각 볼 베어링이 손상되어 이로 인해 고장이 발생하였기 때문입니다. 맥슨의 엔지니어는 지속적인 보호책으로 알루미늄 벨 하우징을 개발하였습니다. mdp에서 비티로버 프로젝트를 담당하는 케빈 슈바르츠(Kevin Schwartz)는 "우리의 과제는 모터의 공급만이 아니라 고객의 필요에 따라 완전한 솔루션을 제공하는 것입니다."라고 말합니다.