○ 로봇은 인지 및 사고능력을 갖춘 다관절 기계 시스템으로 인간을 완전하게 혹은 부분적으로 대체할 수 있는 개체로 주목받기 시작. 1960년대 산업 및 제조분야에서 로봇공학으로 탄생한 기계 로봇이 실제 인력을 대체하면서 본격적으로 활용되기 시작했음.
□ 로봇의 유형 : 산업용 로봇
○ 산업용 로봇은 주로 기계 내 부품 투입·적출, 단속용접 또는 연속용접, 페인트칠, 조립에 사용되며 활용 영역에 따라 통상 네 가지로 구분됨.
○ 픽 플레이스(pick and place)형 로봇은 물체를 집고 놓을 수 있는 간단한 기술을 지니고 있어 주로 기계나 부품을 투입하거나 적출하는 작업을 수행
- Grafcet(그랍세 : 제어방법을 말 대신 도표로 표시하는 것)와 같은 방법의 프로그램 제어 자동 시스템에 의해 조종됨.
○ 프로그래밍 로봇(programmable robot)은 말 그대로 프로그래밍이 가능한 로봇으로 포지션과 속도 면에서 어느 정도 자율성을 지니는데 조종장치 등을 통해 자동으로 프로그래밍이 가능하며 지시한 대로 동작을 반복할 수 있어 플레이백(playback) 로봇이라고도 부름.
- 다소 복잡한 작업 수행은 컴퓨터 설계지원기술(CAD : Computer aided design)이나 텍스트 언어를 통해 프로그래밍이 가능
- 주로 용접, 페인트칠, 레이저절단 또는 분사장치, 조립 등의 작업에 투입되며 해당 작업을 수행하기 위한 도구나 기계들을 조종하는 역할을 주로 담당, 예를 들어 품질검사는 스마트센서 등이 부착된 카메라를 이동하며 제품의 하자를 찾아내는 역할을 수행
○ 원격조종 로봇(Tele Robotics)은 인간이 로봇을 부분적 혹은 전적으로 제어할 필요가 있는 경우에 활용되며 주인이 시종을 부리듯 조정하게 됨. 특히 원격조종 로봇은 원전, 우주공간, 해저, 화재지역 등 위험한 상황에 투입, 인간의 역할을 대신함.
- 최근 일본을 강타한 지진과 해일에 따른 방사능 유출 사태가 전 세계적인 이슈가 되는 가운데 피해 지역인 후쿠시마 원전에 미국에서 공급한 비슷한 사양의 로봇이 활동하는 것으로 알려짐.
- 원격조종 로봇은 그 외 의학분야에도 활용되는데, 주로 미세한 차이의 이동과 위치 선정이 가능, 수술 시 외과의의 조작에 따라 1/100㎜의 차이도 잡아내는 초정밀 정확도로 작업이 가능
- 반면, 공공토목공사, 광산채굴, 터널조성과 같은 건설분야에서는 메가로보틱이라 불리는 대형 로봇이 활용, 인간이 할 수 없는 힘이나 이동이 필요하면 투입됨.
□ 로봇의 유형 : 휴머노이드를 비롯한 서비스 로봇
○ 서비스 로봇은 생산라인 등 제조 활동에 투입되는 산업용 로봇이 아닌 서비스 제공을 위해 활용되는 로봇을 의미함. 이 경우 대부분 인간활동과 관련이 있음.
- 예를 들어 농업용 로봇공학부문에서는 지난 수년간 과일수확 로봇, 양털 깎기 로봇, 로봇유착시스템, GPS 활용 무인트랙터 등이 개발, 보급됨.
- 최근에는 국방 분야에도 널리 보급, 공군에서 활용하는 소형 무인정찰기, 지뢰제거로봇, 중량화물 운반기기 등이 좋은 사례이며, 무인전투정 UXV(Unmanned X Vehicle)은 상공, 지상, 해상, 해저에서 활용 가능함.
- 이 밖에 지능형 교통체계와 자동운전자동차는 로봇공학의 핵심 기술에 기반을 두고 발전하면서 이제는 로봇공학의 발전에도 역으로 기여하고 있음.
○ 근래 연구분야에서 큰 화두가 되고 있는 휴머노이드 로봇 역시 서비스 로봇에 포함됨. 인기를 끌고 있는 휴머노이드 로봇 또한 서비스 로봇에 포함됨.
현재 아이들 학습 지원용 로봇, 가사도우미 로봇 등의 기능을 갖춘 새로운 모델 개발이 한창 진행되고 있어 휴머노이드 로봇의 장래는 밝음.
□ 로봇공학 글로벌 주요 트렌드
○ 로봇공학은 산업 경쟁력 향상에 중요한 역할을 하는데 현재 일본과 독일이 세계 수출시장을 장악하며 산업용 로봇 시장의 선두그룹을 형성함.
- 특히 선진시장답게 높은 인건비를 산업용 로봇을 활용, 비용 절감에 큰 효과를 거두고 있으며 이를 바탕으로 산업별로 차별화 전략을 효과적으로 추진할 수 있는 기반을 마련함.
○ 지난 15년 동안 산업 전선에서 활용되는 로봇은 높은 증가세를 보였는데 특히 나노테크놀로지, 인공지능 등의 다른 첨단기술과의 시너지 효과를 내면서 비용도 크게 낮아짐.
○ 또한 청소로봇, 수중청소 로봇, 놀이로봇 등과 같이 비교적 단순한 기능을 수행하는 로봇에서부터 휴머노이드와 같이 복잡한 기능을 수행하는 모델에 이르기까지 대인 서비스용 로봇이 발달하면 전체적인 로봇공학 발전에도 큰 영향을 미칠 것으로 전망됨.
○ 2005년 세계 로봇시장 규모는 110억 달러 수준으로 추정되며 오는 2015년경에는 300억 달러를 넘어설 것으로 전망될 만큼 잠재력이 큰 시장임.
□ 로봇공학 부문 프랑스 위상 및 경쟁구도
○ 앞서 언급된 바와 같이 일본은 특유의 문화적, 인구통계학적 조건을 바탕으로 민간 로봇공학 시장에서 압도적으로 1위를 차지함. 특히 정부 차원에서 이 분야를 중점 산업을 일찌감치 지정했을 만큼 중요성을 인정받음.
○ 일본과 양대 산맥을 이루는 독일은 산업용 로봇공학에서 특히 두각을 나타내는데 양국 모두 자국 내 로보틱스 시장이 우선 활성화돼 있다는 점이 큰 기반이 됨.
○ 현재 유럽 로봇시장의 42%를 독일이 점유한 것으로 파악되며 프랑스는 10%를 차지하며 이탈리아의 뒤를 이어 세 번째를 기록
- 주목할 점은 프랑스 내 보급된 로봇은 평균 나이가 독일보다 5년가량 많다는 것
○ 이밖에 군사용 로봇시장은 정치적인 배경에 힘입어 이스라엘과 미국이 장악하고, 전에 비해 사용률이 다섯 배가량 증가했다고 봐도 과언이 아님.
○ 로봇공학과 관련된 기술분야에서 프랑스가 우위를 점한 부분은 인공지능 분야로 멀티에이전트 플랫폼을 개발한 몽펠리에 마이크로전자·로봇공학연구소(LIRMM)가 우수한 기술을 보유하며, 이미 일본 로봇 일부 모델에 사용됨.
○ 이 외에도 프랑스 내 로봇공학 주요 연구소로는 LASS(툴루즈 소재), LIRMM(몽펠리에), Isir(파리), Irccyn(낭트), SRI(오를레앙), LISV(베르사이유), CEA List, Gipsa, LIG, TIMC(그르노블), Inria, Ensta, Mines-Paristech 등이 있음.
○ 산업 로봇공학 주요 기업으로는 Cybernetix, EKIUM, Thales, Sagem, EADS, Easyrobotics, Hexagone, BA Systems, Robotics Concept, Aldebaran Robotics, ERI, Automation, Robosoft, Intempora, Gotsai가 있으며, Symop이라는 전문조합 또한 활동 중
□ 프랑스 로봇공학계 SWOT 분석
○ 프랑스 현 로봇공학 현황을 장점과 단점, 기회와 위협으로 간단히 나누어 정리해 보면 우선 장점으로는 연구와 학습, 복잡한 시스템 고안 기술, 인공지능 등 필요한 역량을 골고루 갖추고 있다는 점임.
○ 반면 단점으로는 문화적 장벽, 정치적 개입, 특히 산업용 로봇시스템 간 통합 부족이 꼽힘.
○ 한편 향후 전망과 관련해서는 로봇 관련 소프트웨어, 지능형 교통체계, 환경 위험 문제 발생 등이 새로운 기회로 인식되는 가운데 일본의 약진이 가장 큰 위협인 것으로 분석됨.
□ 결론 및 시사점
○ 프랑스에서는 일본 정부의 민간 로봇공학 지원, 미국 측의 군사용 로봇공학 지원을 본보기로 삼아 이 산업 지원에 우선순위를 두어야 한다는 업계 목소리가 높아짐.
○ 또한 이를 위해서 산업과 밀접한 연관이 있는 동시에 프랑스가 경쟁우위를 점한 인공지능, 배터리, 나노일레트로닉 등의 분야를 서로 연결, 시너지 효과를 창출해야 한다는 것이 중론임.
○ 한편, 프랑스는 서비스 로봇분야 신흥강국으로 한국을 지목, 지난 3월 리옹에서 개최된 InnoRobo 전시회에 특별 초청국으로 지정되면서 한국로봇산업협회 소속 총 9개사, 2개 기관이 참가, 한국의 위상을 알리는 계기가 됐으며, 향후 이 분야 양국 간 교류와 협력이 증진될 수 있을 것으로 기대됨.
자료원 : Le Figaro, 프랑스 산업에너지디지털경제부 발간 프랑스 85대 핵심기술 자료, 코트라 파리 KBC 보유자료 종합
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로봇 (robot)
스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계.
휴보 : 2005년 한국전자전. 태극권을 하는 모습.
일반적으로 로봇을 상상할 때에는 사람의 모습을 한 조형물 내부에 기계장치를 조립해 넣고, 손발과 그 밖의 부분을 본래의 사람과 마찬가지로 동작하는 자동기계를 가리켰다. 외형이 사람과 흡사한 경우에는 인조인간(人造人間)이라고도 불렀다.
로봇이라는 말은 체코어의 ‘일한다(robota)’는 뜻으로, 1920년 체코슬로바키아의 작가 K.차페크가 희곡 《로섬의 인조인간：Rossum’s Universal Robots》을 발표한 이래 관심을 가지게 되었다. 차페크는 이 희곡에서 기술의 발달과 인간사회와의 관계에 대하여 아주 비관적인 견해를 상징적으로 표현하였다.
모든 정신노동과 육체노동을 인간과 똑같이 할 수 있으나 인간적 정서나 영혼을 가지지 못하며, 마모되었을 때에는 폐품으로서 신품과 교환할 수 있는 인조인간을 등장시켰는데, 이 로봇은 노동자로서 인간의 지배를 받는 사회를 그렸다. 그리고 이 로봇들은 노동을 통하여 지능 및 반항정신이 발달하여 결국 인간을 멸망시키는 이야기를 전개시켰는데, 그러한 견해는 현대의 오토메이션이 사회에 미치는 영향에 대한 하나의 전형적인 견해로서 당시 관심을 끌었다.
인조인간을 만들려는 시도는 고대부터 있었으며, 그리스 ·로마 시대 및 기원전에는 종교의식의 한 도구로 만들어졌다. 중세 때에는 건물의 문을 열거나 악기를 연주하는 자동인형을 만들었다. 이들 자동인형은 장식용이었거나 또 사람들을 놀라게 하거나 또는 신(神)과 결부시켜 지배자의 권위를 과시하는 데 이용되었다. 한편으로는 기계기술자들의 장난이기도 하였다. 그러나 이들 자동인형의 제작은 과학기술의 진보에 직접적으로 기여하지는 못하였다.
20세기에 들어와서도 자동인형의 제작은 여러 가지로 시도되었고, 과학이나 기술이 진보되어 전보다는 정교하게 만들 수 있었는데, 그것은 상품 전시용이었거나 박람회의 관객 유치용이었으며 실용적인 것은 아니었다. 이런 로봇 가운데 유명한 것은 1927년에 미국의 웨스팅하우스전기회사의 기사 R.J.웬즐리가 만든 텔레복스(Televox)나 영국의 리처즈가 만든 에릭(Eric) 등인데, 모두 기계기술이나 전기기술을 응용하였으며 전화의 응답도 할 수 있는 정교한 것이었다.
로봇개발 초창기에는 무선에 의한 원격조종에 의하여 자유자재로 움직일 수 있는 형태의 로봇들이 제작되어 방위산업에 많이 응용되기도 하였다.
최근 음성인식과 자동발성 기술 등을 조합하여 사람들의 질문에 대답하기도 하며, 손과 발을 교묘히 움직여 커피잔을 옮기거나 계단을 오르내리는 로봇이 개발되고 있다. 그러나 동작이 정교하게 만들어졌어도 아직까지는 동작에 한계가 있고 그다지 실용적이지 못하지만 현재의 기술개발 속도에 비추어 가까운 미래에 실현이 가능할 것으로 짐작된다. 그리하여 실용면에서 사람의 모습을 닮지는 않았지만 인간의 동작과 같은 동작을 하는 로봇이 점차 개발되고, 여러 방면에서 로봇을 응용하려는 경향이 강해지고 있다.
원래 기계는 생산수단으로 산업구조에 배치되었는데, 사회환경의 다극화에 대응하여 로봇을 여러 가지 이상환경(異常環境)에 적응하는 기계로 등장시키게 되었다. 또한 자동제어기술이나 원격조종기술의 진보에 따라 우주나 해저, 고온이나 저온 등의 위험한 환경에서의 작업 또는 아주 단조로운 작업 등은 모두 인간에게는 부적합한 것인데, 현재는 이런 이상환경에서 로봇의 응용분야가 확대되고 있다.
로봇의 응용분야는 대체로, 산업용 ·의료용 ·우주용 ·해저용으로 분류된다. 예를 들면, 자동차 생산과 같은 기계가공 공업에서는 사람의 팔이 하는 작업을 한 번만 가르쳐 주면 몇 시간이든 같은 동작을 반복하는 산업로봇이 이미 많이 가동되고 있다.
의료용 분야에서는 팔이 없는 사람의 의사(意思), 즉 운동신경으로부터 보내 오는 명령을 근전위(筋電位)로 꺼내서 모터를 구동시키는 의수(義手)가 실용화되어 있다. 우주개발에 있어서도 현재 러시아의 자동월면차(自動月面車) 루노호트(Lunokhod)와 같은 원격조종형 로봇이 개발되어 있다.
최근에는 로봇을 조종형 ·자동형 및 자율형으로 크게 나누는데, 조종형은 사람의 손이나 발에 해당하는 기능을 가진 기계를 멀리 떨어진 곳에서 조종하는 방식을 말하며, 텔레오퍼레이터 시스템(teleoperator system)이라고도 한다. 원자로(原子爐) 안에서 사용하고 있는 머니퓰레이터(manipulator:magic hand)가 조종형 로봇이다.
우주개발과 관련하여 미국에서는 우주왕복선(컬럼비아호 등)에 매니퓰레이터를 설치하여 우주공간에서 기술용역을 시킬 것을 실험하고 있으며, 또 루노호트와 같은 이동차에 매니퓰레이터나 텔레비전 카메라의 눈을 탑재하여 연락선에서 원격조정하는 것 등을 계획하고 있다. 이들 기술을 해양개발에서도 응용하려 하고 있고, 또 화재의 소화, 불발탄의 제거 등 위험작업에도 응용될 것이다.
의료 분야에도 조종형 로봇은 진단 ·치료 ·수술 또는 리허빌리테이션(rehabilitation) 등 모든 장면에서 이용되리라 보고 있다.
자동형으로는 현재 널리 산업계에서 사용되고 있는 산업 로봇이 있다. 미리 순서를 가르쳐 주면 그것을 기억하고 있어서 반복하는 형의 것이다. 이 형의 로봇은 다음의 자율형에의 과도적 존재이기도 하다. 자율형이란 로봇 스스로가 현재의 자기 자신의 상태와 환경 상태를 알아차리고 명령에 따라서 자율적으로 행동하는 것으로, 이 형이야말로 원래 로봇이라고 할 수 있다.
인간은 자신의 손과 발의 상태를 눈을 감아도 알 수 있다. 그것은 피부감각이나 관절감각, 근(筋)이나 건(腱)으로부터의 감각 등이 중추(中樞)로 되돌아가기 때문이다. 또 외계의 상황은 눈이나 귀를 통하여 알 수 있다. 그러므로 자율형 로봇에는 이런 것에 필적하는 감각장치가 필요하다. 최근 제작된 로봇 가운데는 인간형 손발을 가지고 텔레비전 카메라의 눈, 인공의 귀 ·입, 촉각, 관절감각 등을 갖추고, 2∼3세 유아 정도의 능력을 가진 것도 있다.
예를 들면, 방에 있는 물건을 찾으라고 말로 명령하면 실내를 돌아보고 찾아내서 말로 대답하고, 두 발로 걸어가서 손으로 집어 온다. 이렇게 기계가 스스로 판단하여 행동한다는 것은 기계가 지능을 가지게 된다고 할 수 있으므로 이런 로봇을 지능 로봇이라고 한다. 특히 시각의 기능만을 가진 로봇을 시각로봇이라고 한다. 산업용으로서는 조립로봇이나 검사 로봇 등의 개발이 추진되고 있다. 물건을 조립할 경우에 치수나 모양 등이 고르지 않은 수많은 대상물 가운데서 필요한 2개의 물건을 인식, 선택하여 그것을 요구된 형태로 조립한다는 것은 상당히 고급 지능에 속한다. 이러한 지능 로봇의 연구를 쌓아간다고 해도 이상적인 로봇의 실현은 아직 미지수이다.
인간의 뇌의 기능이나 구조가 아직 생리학적으로 완전히 해명되어 있지 않고, 사용되고 있는 컴퓨터가 원리상 인간의 뇌와 다르기 때문이다. 미래에는 인간과 로봇이 조화를 이루어 공존하리라 보고 있다.
휴보
2005년 한국전자전. 한국 최초의 두 발로 걸을 수 있는 인간형 로봇.
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