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[기획- 지능형 로봇 동향 ①] 지능형 로봇의 현재 형태와 기능은 어디까지

[뉴스비전e 이진구 기자] 몇 해 전까지만 하더라도 로봇은 영화, 만화에나 등장하거나 아주 먼 미래에나 등장할 존재로 여겨졌었다.

그러나 최근 딥(머신)러닝, 자연어처리, 인식기술 등 여러 인공지능기술의 비약적인 발달로 로봇산업도 혜택을 받고 있다.

예를 들어, 요즘 이슈화되고 있는 자율주행차(드론), 협업로봇, 물류로봇 등 다양한 로봇이 등장하고 있고 이들은 자동차, 물류, 제조 등 기존의 산업에 이용될 수 있도록 변화하고 있다.

그 동안 축적되었던 로봇기술과의 접목으로 로봇산업이 진일보하고 있는 상황에서 과거의 지능형 로봇이 주로 서비스 로봇과 로봇 소형화 형태로 진행된 것에 비해 최근 인공지능 기술의 발달과 그 접목 가능성은 제대로 된 지능형 로봇이 나타날 수 있는 환경이 도래했음을 의미한다.

따라서 최근 나타나는 지능형 로봇이 어떤 형태를 지니고 있고 어떤 기능을 제공하는지에 관심이 쏠리고 있다.

① 협업로봇

전통적인 제조용 로봇은 울타리 안에서 사람과 분리되어 작업했으나 문제 발생 시 특정 라인이 모두 정지하는 등의 작업 효율성에 문제가 존재함에 따라 인간과 협업할 수 있는 로봇에 대한 니즈가 점차 높아졌다.

최근 센서와 통신 네트워크 기술의 발전, 구동계의 정밀화, 학습능력 배양 등에 의해 제조용 로봇도 소형화가 가능해졌으며, 그로 인해 인간과 단순 협업이 가능한 형태로 변화하는 중이다.

과거에는 규모경제를 위해 조립/용접/절단 등에 주로 사용되었던 반면, 로봇의 정밀화/소형화/지능화로 중소기업, 가정 등에도 로봇이 확산/보급되고 있다.

협업로봇의 주요 기능으로는 Material Handling, General Assembly, Painting, Inspection, Welding 으로 구분된다. 이런 기능을 바탕으로 자동차, 전기전자, 금속제조, 고무/플라스틱제조, 식품제조업 등에 빠르게 도입될 전망이다.

현재 발표된 주요 협업로봇은 Rethink Robotics, Universal Robots, ABB, KUKA, Fanuc, Yaskawa, Bosch 등 전통적인 제조용 로봇 생산 우위를 선점한 업체가 제공 중이다. 

Rethink Robot <사진 / Rethink Robotics.com>

Rethink Robotics의 주요 제품으로는 ‘Baxter’와 ‘Sawyer’가 있으며, 불량품 선별, 포장작업, 품질 검사, 전자제품 조립 등에 활용 중이다. Universal Robots 사는 ‘UR’로 넘버링되는 협업로봇을 제공 중이며 연간 5,000 대 이상 협업로봇을 생산하는 시장 주도 업체로 BMW 등 자동차 업체에 협업로봇을 제공 중이다.

ABB사 는 스마트폰, 태블릿, PC 등 소비자용 전자 제품에 들어가는 소형 부품을 조립/처리하는 협업 로봇 ‘유미(YUMI)’를 제공 중이고, 15~30 파운드(약 7~14kg) 무게를 옮길 수 있는 KUKA 사의 ‘LBRiiwa’는 주로 자동차 변속기 조립 공정에 활용 중이다.

그 외 여러 SI 업체와 스타트업 중심의 소형 협업로봇이 출현 중이다.

국내에서는 주로 비전세미콘(Universal Robots), ABB 코리아, KUKA코리아, TCP메카트로닉스 등 주요 해외업체의 한국지사에서 협업로봇을 산업 현장에 제공 중이며, 국내에서는 한화테크윈, SBB 테크, 오토파워(옵티), 뉴로메카(인디) 등이 협업로봇을 활발히 보급/개발 중이다. 

협업로봇은 단기적으로 센서의 민감성을 높이고 이동형을 추구하는 한편 장기적으로는 로봇이 알아서 판단하고 협업에 참여할 수 있는 것을 목표로 발전할 것으로 전망되고 있다. 

② 물류로봇
 
지능형 물류로봇으로는 아마존의 키바로봇이 대표적으로 잘 알려져 있다. 2012년 아마존은 키바시스템즈를 7억 7,500만 달러에 인수해 약 3,000대 가량의 키바로봇을 자사의 물류창고에 투입했다.
 
키바로봇 <사진 / 키바 시스템즈 홈페이지>
작업대에서 특정 물류에 대한 주문이 생기면 관련 트랙에 속한 로봇이 움직여 작업대까지 가져오므로 인간이 직접 가서 찾아올 수고를 덜어줄 뿐만 아니라 패키징까지 속도를 현저하게 줄여주는 효과를 얻게 됨에 따라 물류처리 비용이 비약적으로 감소했다.
 
로봇의 무게는 145kg이며 최대 340kg의 무게를 움직일 수 있고, 로봇 이동의 효율성 제고를 위한 기술 개발을 통해 인간이 90분에 걸쳐 작업했던 시간은 1/6수준인 15분으로 절감시켰다.
 
2015년 6월 아마존은 ‘아마존 피킹 챌린지(Amazon Picking Challenge)’ 진행을 통해 전세계 31개팀의 물류로봇을 전시 및 평가했다. 1등 팀은 베를린 기술대학의 RBO 팀으로 12개 종류의 제품 중 10개 제품을 20분 동안 정확히 식별해 지시한 곳에 옮겨 놓았다.
 
창고관리 로봇의 도입으로 아마존 물류창고의 5만명에 달하는 물류관리직원들의 일자리를 대체할 수 있다고 쿼츠(Quartz)지는 밝히고 있다.
 
그밖에 일본의 캐리로, 로커스(Locus), 패치(Fetch), 아크로봇, 인비아 등이 물류 관리를 위한 로봇을 지속적으로 개발 공급 중인 것으로 나타났다.
 
③ 무인이동체
 
무인자동차의 경우 전통적인 자동차 제조업체와 구글, 애플, 엔디비아 등 ICT 업체가 관련 기술을 개발중이다. ICT 업체인 구글과 애플의 자율주행차 개발로 향후 자동차 시장의 구조 변화 가능성이 제기되고 있다.
 
이들 업체는 자율주행과 관련된 시스템과 자사의 모바일 OS의 연계가 가능하므로 범용성이 커질 수 있으며, 그로 인해 발생될 다양한 자동차 애플리케이션도 자사 생태계 내에서 공급 가능하므로 일반적인 자동차 구매 트랜드가 변화할 수 있다.
 
자율주행차의 공급 관점에서 다양한 신규 비즈니스 혹은 제품이 출현할 것으로 예상되는데, 크게 자동차를 주문자 구매 형태로 생산/공급 받아 구글카나 애플카 형태로 제공하거나(구글폰, 윈도폰 등), 시스템 전부 혹은 일부를 자동차 제조업체에 납품하는 형태 등이 있을 수 있다.
 
또한, 자율주행차의 활성화는 자동차 내에서 생활패턴의 변화를 야기한다. 자율주행으로 인해 발생하는 잉여시간에 일을 하거나 여가를 즐길 수 있게 됨에 따라 차량 내부의 변화도 필연적으로 발생한다. 그로 인해 다양한 인포테인먼트 산업이 파생적으로 발달할 것으로 예상되고 있다.
 
무인항공체의 경우 미국, 프랑스, 영국, 스코틀랜드, 이스라엘 등이 기술 개발에 적극적인 것으로 나타났다. 미국이 가장 활발하게 무인드론과 관련된 기술을 개발 중이며 다양한 기능도 탑재하고 있다.
 
구글은 타이탄 에어로스페이스(Titan Aerospace)를 인수했고, 해당 업체의 드론 특성을 이용해 도서산간 지역에 인터넷을 제공할 수 있도록 하는 무인 기지국 역할을 수행하도록 조정 중이며, Matternet사는 도서산간 지역에 의약품 및 구호물품을 전달하는 드론을 개발 중이다.
 
Insitu 드론 <사진 / Insitu Pacific Homepage>
물론 대부분의 드론들은 군수용을 목적으로 개발되었으며(Insitu, AeroVironment 등), 광활한 지역의 농작물에 농약살포를 위해 드론을 적용하고 있는 등 다양한 분야에 걸쳐 드론을 보급하는데 주력하고 있다. 그밖에 프랑스, 영국, 스코틀랜드, 이스라엘 등 유럽국가에서도 활발한 무인드론 관련 기술 개발이 진행 중이다.
 
④국방/재난 로봇
 
주로 화재, 테러, 전쟁 등에서 인간 대신 특수 운용을 하기 위한 로봇으로 구동계의 안정성과 원격 시 오류를 줄이는 기술을 요구한다.
 
iRobot은 군사목적용 로봇으로 이라크, 아프가니스탄 등에 투입되고 있으며 미국 및 관련 기관에서 5,500여대 이상을 활용 중이다. Boston Dynamics사의 로봇들은 산악지형에서도 정찰, 인명탐색 등을 수행할 수 있는 견마형 로봇 Spot 을 개발했다. 최근에는 인간형 로봇인 Atlas를 개발해 시연했다.
 
그 밖에 매년 전세계 주요 대학 및 기업의 로봇을 초청해 일정 수준의 임무를 부여하고, 이를 평가하는 대회인 Darpa Robotic Challenge 2015년 FINAL 매치에서 한국의 KAIST 팀이 우승을 차지하며 우수성을 떨쳤다.
 
⑤ 바이오로봇
 
인공시각, 청각 등 그 동안 사람의 신체를 대체할 수 없었던 분야를 로봇으로 효율적으로 대체할 수 있도록 의료 영역에서 지속적인 개발 활동이 진행 중이다. 아직 업체별로 상용화 수준의 제품은 등장하지 않고 있으며, 특히 의료와 관계된 제품의 경우 신뢰수준이 높아야 하는 까닭에 인증절차 역시 까다로우며 표준화 등 제반사항과 관련된 문제가 존재한다.
 
현재 Bionic eye, Argus-II, Nano Retina, Alpha IMS, 인공달팽이관, 인공와우 등의 개념이 존재한다. Bionic eye는 디지털 카메라 시스템과 바이오칩 기술, 뇌신경 뉴로과학을 접목하여 뇌에 신호를 보내 뇌가 앞에 있는 물체의 형태와 움직임을 감지함으로써 시각장애인들에게 사용될 수 있도록 개발 중이다. Argus-II는 안경에 장착된 소형 비디오 카메라와 송신기를 통해 망막에 삽입된 전극판에 무선으로 영상 전송 및 뇌에 전달하는 망막 보철 장치다.
 
미국의 국립 눈연구소, 국립과학재단, 세컨드사이트(Second Sight)가 공동 협력해 판매중이며, 망막에 문제가 있는 일부 환자에게 이식수술을 한 것으로 나타난다.
 
Alpha IMS 는 1,500 개의 전극이 있는 칩을 안구 내에 시술해 높은 화질을 구현하며, 2010년 색소성 망막염 환자를 대상으로 한 임상시험에서 성공했다. 그리고 인공달팽이관, 인공와우 등이 잇달아 등장하고 있는 상황이다. 

이진구 기자  newsvision-e@hanmail.net

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