|
1. 요약
“미래에는 효도 로봇이 자식 역할을 대신 한다”
로봇이 만화나 공상 과학영화에서나 볼 수 있었던 시대는 지나가고 있다. 최근 선진국을 중심으로 인간과 유사한 로봇 개발이 추진되면서 이른바 지능형 로봇에 대한 과학 기술계의 관심이 집중되고 있다.
그동안 꿈의 기술로 불리던 ‘사이보그(인조인간)’ 기술이 현실화 되면서 인간을 대신하는 로봇이 일상생활을 좌우하는 시대가 도래 한 것이다. 조만간 로봇이 작업과 사무는 물론 길 안내에서 건강 체크, 노인의 시중을 드는 등 사람의 역할을 할 것으로 기대된다. 최근에는 로봇이 오케스트라를 지휘하기도 했다.
일부 전문가들은 4~5년 이내에 영화에서 보던 로봇을 사람들이 이용할 수 있을 것으로 전망하고 있다.
사람과 똑같이 생각하고 행동하는 지능형 로봇은 전기, 전자, 기계, 자동화, 인공지능, 생체 공학 등 현재까지 개발된 인류의 모든 기술을 총집결 시킨 첨단 기술체로 불린다.
그런 만큼 경제적 파급효과는 엄청나다. 이에 따라 현재 세계 1위 로봇 강국인 일본은 물론 미국, 유럽 등 선진 각국은 지능형 로봇 개발에 사활을 걸고 있다.
우리 정부도 소득 2만 달러 시대를 여는 핵심 기술의 하나로 잡아 기술 개발에 전력을 쏟을 방침이다. 특히 우리나라는 세계 최고의 유무선 인프라를 보유한 정보통신기술과 자동차 기술 등에 관련 로봇기술을 접목하면 다가오는 21세기에는 세계 최고의 로봇 강국으로 부상할 수 있다.
최근 우리나라를 추격하는 중국을 제칠 수 있는 유력한 산업 대안이 지능형 로봇이란 분석이다. 정부 각 부처가 학계, 산업계와 공동 연구체제를 구축한 가운데 정통부는 내년에 우체국과 디지털 홈에 지능형 로봇 시범 사업을 추진할 방침이다.
연내에 단말기 개발을 끝내 내년에 전국 우체국과 4백여 가구에 무료로 설치할 계획이다.
2. 기술개요
지능형 로봇이란 사람처럼 시각, 청각, 등 감각을 통해 외부 정보를 입력받아 스스로 판단해 적절한 행동을 하는 로봇을 말한다. 과거의 로봇은 극한지나 산업용 도구의 성격을 지닌, 사람이 입력한 내용에 따라 혹은 조정에 의해 움직이는 일종의 무선조정 자동 기계의 성격이 짙었다.
그러나 지능형 로봇은 스스로 생각하고 느끼며 판단하고 행동하는 공상 과학영화 등에 등장하는 인간과 유사한 기계인간(휴머노이드)을 의미한다.
그동안 개발된 로봇은 전기, 전자, 기계, 자동화, 전산, 등의 일반 산업부문의 첨단기술이 총망라된 복합체이지만 특히 지능형 로봇은 인공지능과 , 생체공학, 신경회로, 퍼지이론, 음성화 화상인식 기술, 마이크로프로세서와 모터 제어, 센서사용 등 이제까지 인류가 개발한 모든 기술이 총동원되는 첨단 기술체 라고 할 수 있다.
따라서 지능형 로봇은 기계 메커니즘만 중시되던 과거와는 달리 영상처리, 음성인식, 센서 등 정보를 얻는 채널과 이를 분석해 스스로 행동하는 알고리즘, 동작 명령을 하달하는 구동 시스템의 종합체이다. 최근 차세대 반도체 산업의 새로운 패러다임으로 부상중인 SoC(System-on- Chip)과도 연결된다.
과학기술계는 지능형 로봇을 21세기를 대표하는 산업으로 자리매김하고 있다.
이러한 지능형 로봇은 앞으로 노령화 등으로 나타나는 노동인구 감소에 대처하는 산업형은 물론 노인 복지 등의 사회문제를 해결하는 새로운 패러다임으로 각광 받을 전망.
특히 산업적으로는 항공, 우주, 제조업과 비제조업 등 전 산업분야에 고 부가가치를 창출하는 역할을 할 것으로 보인다.
□지능형 로봇의 종류.
▲IT도우미 로봇 : 장소 및 상황에 적합한 서비스를 제공하고 사용자가 임의의 환경에서 가정, 사무실의 로봇을 사용할 수 있도록 환경을 제공한다.
▲가사 도우미 로봇 : 가정이나 사무실 등 실내에서 인간의 육체적, 정신적 노동을 대신하는 로봇.
▲에듀테인먼트 로봇 : 인간과 친하게 지내면서 오락, 교육 기능을 제공하는 로봇.
▲로봇 인사이드 시스템 : 건물 또는 기계에 단위모듈이나 SoC 형태로 내장되어 실시간으로 인간과 환경을 인지해 요구하는 서비스를 제공하는 로봇.
□분야별 기술
<지능형 로봇의 3대 핵심기술>
1. 지능기술 : 인공시각, 인공청각, 인지추론, 적응공학, 휴먼인터페이스 기술
2. 제어기술 : 로봇 팔, 다리, 적응제어, 소프트웨어 기술
3. 부품기술 : 센서, 구동기, 제어기
일반적으로 로봇이 인간처럼 인식하고 판단할 수 있도록 하는 지능기술(IT, BT, 뇌공학), 로봇의 행동을 제어하는 기구 제어기술 및 부품기술 등으로 나뉘어 진다.
구체적으로는 지능형 로봇의 핵심이라 할 수 있는 지능기술의 경우 인공시각, 인공청각, 인지 추론(감성 공학), 적응공학 및 휴먼인터페이스 등의 세부 기술로 구분되며 기구 제어기술 분야 에서는 로봇 팔, 다리, 적응제어, 소프트웨어 기술로 세분할 수 있다.
부품기술은 센서, 구동기, 제어기 파트로 구분된다. 현재 이들 분야별 기술을 종합, 상품화하는 전체적인 로봇기술에는 일본이 가장 앞선 것으로 평가된다.
각국별 비교 우위에서 우리나라의 경우 전반적인 기술이 취약하지만 가전, IT, 자동차산업 등의 강점을 기반으로 제어기술과 응용기술 및 인터페이스 프로그래밍부분은 경쟁력을 가지고 있는 것으로 평가된다.
세계 제 1의 로봇 강국인 일본은 상대적으로 하드웨어분야가 앞서 있어 디자인, 메커니즘에서는 우위를 점하고 있다. 미국은 우주, 국방 분야의 오랜 경험으로 지능분야 및 원천기술에서 타국을 압도하고 있다. 유럽의 경우 실질적인 산업 적용을 중시하는 오랜 전통에서 산업 응용 기술에서 강점을 보유한 것으로 평가된다.
□특허 출원현황
지능형 로봇 시장 선점을 위한 기술경쟁이 치열하게 전개되는 가운데 미국, 일본 및 유럽 등 외국기업과 국내기업이 우리나라에서 특허권 확보를 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있다.
지능형 로봇분야 특허출원은 80년대 까지 연간 평균 10여건에 불과했으나 90년대 들어 평균 30여건이상으로 급증. 최근 5년간 출원 건수는 98년 67건, 99년 55건, 2천년 상반기 만해도 80건등으로 꾸준히 상승 추세.
외국기업의 경우 인간 동작이나 표정, 감정, 의도를 인식하는 기술 분야가 많으며 국내기업은 정보기술과 결합된 원격제어분야에서 우세를 보임.
3. 국내외 기술동향
□국내외 개발사례
지난 99년 일본 소니사가 애완용 강아지 로봇 ‘아이보’를 선보여 지능형 로봇의 시대를 열었다. 대당 25만 엔이라는 높은 가격에도 불구하고 일본에서 20분 만에 미국에서는 3일 만에 매진되는 관심을 끌었다.
이 로봇은 1백30가지 패턴의 움직임을 수행할 수 있으며 감정이나 본능을 표현할 수 있고 성장경험, 주변 환경을 통한 학습이 가능한 로봇이다. 과학계는 이 로봇을 최초의 상업화 지능형 로봇으로 꼽고 있다.
이에 앞서 지난 97년 일본 가와사키 중공업은 상황에 따라 깊이 생각하거나 재빨리 움직이는 등 판단이 가능한 지능형 로봇을 개발했다.
사고를 담당하는 대뇌와 운동을 취급하는 소뇌의 제어 수법을 결합시킨 것으로 눈 대신 2개의 카메라가 부착됐고 팔 하나로 물건을 잡을 수 있으며 4바퀴로 구동된다. 특히 이 로봇은 25개 단어를 인식, 사람과 초보적인 대화를 할 수 있고 카메라로 화인더를 들여다 보며 사진도 찍을 수 있다.
2000년 일본의 자동차 회사인 혼다는 두발로 걷는 로봇 ‘아시모’를 개발해 세계를 놀라게 했다. 신장 1백20센티, 몸무게 43킬로 그램인 아시모는 계단이나 경사면을 자유롭게 이동하고 음성명령을 알아듣고 간단한 인사말과 대화도 가능해 당시 인간과 가장 비슷한 로봇으로 인정받았다. 이 로봇은 사람처럼 직립 보행하는 메카니즘과 제어 기술이 돋보여 과학계의 주목을 끌었다.
|
|
|
◇ 일본의 혼다 자동차사가 개발한 지능형 로봇 ‘아시모’의 모습 |
한국전자통신연구원은 최근 영상인식기술, 문자인식기술, 음성합성기술이 결합된 IT기반 지능형 서비스 로봇 ‘에트로(ETRO)를 개발했다. 이 로봇의 지능지수는 아이큐 40정도로 돌고래와 비슷한 수준. 에트로는 사람 얼굴 생김새로 신분을 인증하고 문자를 인식해 소리내어 읽어 줄 수 있으며 채팅을 통해 교통, 날씨 등 사용자의 질문에 대한 답을 인터넷으로 검색해 말로 응답할 수 있다.
연구원측은 “시각장애인을 인도해주거나 상대방에 맞춰 동화책 등을 스스로 읽어주며 조리방법을 읽고 요리하는 주방장 로봇으로 활용될 수 있다”고 밝힘.
한국과학기술원 전산학과는 최근 국내에서는 처음으로 유비쿼터스 로봇(유비봇)인 리티를 개발. 리티는 디지털 카메라를 통해 인간과 상호작용이 가능한 강아지 모양의 3D가상 소봇(Sobot). 소봇이란 네트워크를 통해 이동하며 어디서든지 접속이 가능하고 자율적인 상황인식과 사용자의 끊임없는 상호 작용이 가능한 소프트웨어로 구성된 로봇을 말한다.
리티는 3가지 물체와 주인 1명의 각종 외부 정보를 받아 이를 바탕으로 47가지의 자극정보를 인식할 수 있다. 또 행동기산 및 학습능력을 갖춘 인공 생명체로서 77가지의 행동을 나타낼 수 있다.
□국가별 개발 및 정책 동향.
미국, 유럽, 일본 등 선진 각국들은 지능형 로봇을 IT, BT와 함께 21세기를 선도할 유망산업으로 인식, 시장 선점을 위해 집중적으로 연구개발 하고 있다. 세계 미래학회는 21세기 인류의 생활을 획기적으로 변화시킬 10대 기술 중의 하나로 지능형 로봇을 선정했다.
미국의 경우 지능형 로봇기술을 미국이 반드시 갖춰야할 6대 첨단기술의 하나로 분류하고 미국 안보에 중대한 영향을 미칠 기술로 지정 했다.미국은 특히 지난 97년 이후 일본이 주도하는 로봇 산업에 대응, 상하원에서 로봇 및 지능기계 발전조치를 입법화를 추진. 로봇 및 지능기계 협력위원회를 구성하고 연방정부, 산업계와 학계의 컨소시엄을 구축해 1억 달러의 기술 개발 자금을 지원할 계획이다.
일본은 지난 70년대부터 전략적으로 로봇 개발을 추진, 미국과 유럽에 비해 지속적으로 기술적인 우위를 확보하기위해 전력을 쏟고 있다. 강력한 기반기술과 요소기술을 토대로 기존의 산업용 로봇에 이어 지능형 로봇개발에 중점을 두면서 향후의 신규 시장 진출에서 선점을 노리고 있다. 지난 2001년 경제산업성 주도로 ‘21세기 로봇 챌린지’계획을 수립, 시행하고 있다.
유럽 연합국들은 각종 로봇 기술 연구 개발 프로젝트를 합동으로 추진하고 있다. 특히 산업적 적용이 가능한 청소로봇 등 실용적인 지능형 로봇 개발에 주력하고 있다.
우리나라의 경우 정부는 선진국에 비해 상대적으로 강점을 지닌 IT 기술 등을 바탕으로 지능형 로봇개발을 차세대 10대 성장 동력 산업의 하나로 지정, 제조용, 극한 작업용, 가정용 등 3개 주력기술 분야 개발에 올해부터 10년간 2천4백80억원을 투입할 계획.
‘오는 2015년 인간과 공존하는 로봇 개발’을 목표로 2007년까지 1단계로 ‘부르면 다가와 서비스 하는 로봇’을, 2011년까지 2단계로 ‘알아 와서 찾아와 서비스를 주는 로봇’을 각각 개발하는 3단계 전략을 수립.
내년까지 초기 시장진출 가능성을 타진하고 2007년까지 6천3백억 원의 시장을 창출해 세계시장의 20%를 장악, 세계 3위의 로봇강국으로 도약할 계획이다.
4. 국내외 시장동향 및 전망
□산업전망 및 시장동향
현재 세계 산업용 로봇에서 미국, 일본, 유럽등 3개국이 전 세계시장의 90%을 점유할 정도로 선진국들이 시장을 좌우하고 있다.
지능형 로봇은 기존 산업용 로봇과는 달리 현재까지 인류가 개발한 모든 분야의 과학 기술이 총동원되는 복합체인 만큼 그 시장성과 부가가치 창출효과 등 산업적 파급력을 상상할 수 없을 정도. 상품화의 영역이 무궁무진하다.
아직은 시장 초입단계이지만 다양한 기능를 가진 지능형 로봇은 2천8년께부터 본격적인 시장이 형성될 것으로 보임. 일부 분석가들은 로봇이 본격화되는 오는 2020년 로봇시장이 자동차시장을 앞설 것으로 전망.
일본 미쓰비시 연구소는 지능형 로봇시장은 연간 최소 18%이상의 성장을 보일 것이며 2010년 1천억 달러, 2020년 1조 달러이상으로 확대될 것을 예측. 가정용 로봇이 전체의 60%을 차지할 전망.
산업용 로봇에서 1위를 달리는 일본의 소니, 혼다, NEC, 마쓰시타, 미쓰비시등 수많은 기업들이 개인용 로봇시장을 대비해 기술개발에 주력하고 있다. 소니의 경우 최근 지능형 연구소를 창립, 5년 내 인간과 대화를 나눌 수 있는 로봇을 개발한다는 계획.
미국의 기업들도 우주, 군사용은 물론 개인용, 가사용 로봇 등으로 분야를 확대하고 있다. IS로보틱사가 세계 최초로 인터넷으로 원격 조작 할 수 있는 ‘아이 로봇’을 개발, 경비와 노인 간호에 사용 중이며 사르코스사 등은 애완용, 오락 로봇 개발에 주력하고 있다.
국내에서는 일부 벤처기업과 함께 삼성, LG, 대우 조선해양, 현대중공업 등 대기업들이 최근 로봇 청소기를 시작으로 애완용, 보안용 지능형 로봇 개발에 적극 나서고 있다.
□기술개발 전망
장기적으로는 지능형 로봇이 최대 시장을 가진 산업으로 부상할 전망이지만 현재까지는 아직 수요자의 기대수준을 기술이 따르지 못하는 단계.
인간과 유사한 움직임과 상황판단을 하는 로봇이 등장하기 까지는 약 10여년이 걸릴 전망. 2030년께에 일부 분야에서 인간을 능가하는 로봇이 출현할 가능성도 있다.
그러나 이러한 단계에 이르기까지는 가벼운 배터리와 연료전지, 낮은 전력사용이 가능한 칩, 가격이 저렴하고 정확성이 높은 센싱장치, 무선통신분야의 기술발전, 인식 언어 데이터 분야 등 인공지능 분야의 기술 발전이 따라야 할 것으로 분석된다.
이와 함께 로봇의 등장에 대한 두려움등 문화적인 장벽의 제거도 시급하다.
□정책제언
전문가들은 우리나라의 경우 제어기술과 응용기술면에서 강점을 지닌 반면 정밀 메커니즘과 감각기술 등에서 열세이며 또 지능형 로봇에 대한 기초 연구가 미미하다고 지적.
이러한 점을 개선하기 위해 정보 분야와 기계분야의 공동 연구를 확대하고 교육시스템을 로봇 연구에 맞게 전환하는 한편 현재의 조립 가공 생산 기술위주의 체계로는 변화에 적응하기에는 한계가 있어 시스템 개발 위주로 기술 개발의 패러다임을 전환할 것을 권고. |