'제자리서 360도 회전'…로봇·모빌리티 바퀴 혁신 '옴니휠' 확산

[아이뉴스24 설재윤 기자] 최근 자율주행 로봇과 미래형 이동 수단(모빌리티) 시장에서 전방향 이동이 가능한 '옴니 휠(Omni Wheel)'이 핵심 부품으로 주목받고 있다.

기존 바퀴의 물리적 한계를 극복하고 좁은 공간에서도 자유로운 조향이 가능하다는 점이 부각되면서 타이어 업계와 로봇 기업 간의 기술 경쟁도 치열해지는 양상이다.

옴니휠은 주 바퀴의 테두리에 작은 롤러들을 수직으로 배치한 형태다. 일반적인 바퀴가 앞뒤로만 구동되는 것과 달리, 옴니휠은 바퀴 자체의 회전력과 롤러의 회전력을 조합해 전후좌우는 물론 대각선 이동까지 구현한다.

덕분에 별도의 조향 장치(스티어링) 없이도 제자리에서 360도 회전이 가능하다. 이는 공간 효율성이 극대화돼야 하는 물류 창고나 복잡한 실내 환경에서 구동되는 로봇에게 필수적인 기능으로 꼽힌다.

국내 기업들도 이러한 옴니 휠 기술 확보에 속도를 내고 있다. 금호타이어는 미래 모빌리티 시장을 겨냥해 '옴니 링'을 출시했다. 옴니 링은 미래 교통 시스템에 최적화된 모듈형 타이어로, 주행 환경 및 목적에 따라 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 여러 패턴 디자인이 적용한 것이 특징이다.

도심 실내 환경에서는 소음 저감과 연비 향상을 고려한 빗살무늬 패턴을 사용하고, 도시 간 이동 환경에서는 고속 주행 성능을 높이기 위해 강인한 블록 형태의 패턴이 활용된다. 이를 통해 미래 도시 환경에서의 효율적인 이동을 지원한다.

업계에서는 옴니휠을 적용하는 방식으로 효율과 안정성을 잡기 위한 다양한 시도가 이어지고 있다. 네 바퀴에 옴니휠을 적용하는 '포휠 드라이브(4WD)' 방식은 직진 시에 주행 안정성이 가장 좋고, 조작이 편하다는 강점이 있다. 다만 제자리 회전 시 진동이 가장 많이 발생하고, 제조 원가가 높아진다는 단점이 있다.

현대자동차·기아 로보틱스랩이 개발한 모빌리티 플랫폼 '모베드(MobED)'가 대표적인 포휠 드라이브 사례로, 4개의 독립구동 DnL 메커니즘을 기반으로 한 편심 구조를 갖춰 지면 변화 대응 능력을 극대화했다.

반면, 최근 로봇 업계에서는 경제성과 효율성을 위해 앞바퀴나 뒷바퀴에만 옴니휠을 장착해 제자리 회전 기능을 구현하는 추세다.

HL로보틱스가 작년 CES 2025에서 공개한 실외 순찰 로봇 '골리'는 뒷바퀴에 옴니휠을 적용했다. 이 로봇은 대전시 내 분양 예정인 아파트 부지에서 실전 배치돼 상용화 서비스를 본격적으로 시작할 예정이다.

권경태 HL로보틱스 연구원은 "좁은 공간에서 회전해야 하는 환경에 노출된 로봇에게 옴니휠은 선택지 중 하나"라며 "앞으로 옴니휠을 채택한 모빌리티가 더욱 확산될 것"이라고 강조했다.