로봇기술 매거진 월간 로봇뉴스 - 로봇기술

로봇시장이 열리지 않아 조급해하는 기업들에게 많은 로봇전문가들은, 킬러앱이 될 만한 로봇 콘텐츠, 로봇 어플리케이션이 없기 때문이라는

이유를 들며, 제대로 된 로봇 소프트웨어를 통해 이를 개발해야 한다며 한 목소리를 내고 있다.

또한, 이러한 상황을 파악한 글로벌 기업들은 범용 로봇 소프트웨어를 선보이며 시장 선점에 나섰고, 정부에서도 과제를 통해 이 문제를

해결하려 노력하고 있다. 이에 본지에서는 지금의 로봇 소프트웨어 시장을 살펴보았다.

미래 성장 동력의 주축, 로봇산업

아톰, 스타워즈의 R2D2, C3PO, NS-5, 터미네이터, 바이센테니얼 맨, 아이로봇의 NS-5 등의 공통점은 생명체가 아닌 금속과 무기물로 이루어진 로봇이란 점이다.

이 로봇들은 공통적으로 뛰어난 인공지능과 기계적인 능력을 보여준다.

심지어 바이센테니얼 맨에서는 지극히 인간적인 모습까지도 재현한다.

그동안 로봇은 영화나 애니메이션 콘텐츠로서 혹은 산업현장에서 조립, 용접, 도장 등을 수행하는 산업용 로봇에만 초점이 맞춰져 있었다.

그러나 최근에는 대중화되고 있는 청소로봇, 강아지를 닮은 로봇 아이보를 비롯,아이로봇社의 룸바(Roomba)를 필두로 다양한 수술용 로봇, 심리치료용 로봇이 출시되는 등 지능형 서비스 로봇에 무게 중심이 옮겨지고 있다.

지식정보의 혁명, 글로벌 경제체제에 따른 세계 경제의 불확실성 증대, 중국의 부상 등 후발국의 거센 추격으로 우리 경제의 미래에 대한 불안감이 확대되면서 부가가치가 높고 성장 잠재력이 큰 미래 성장 동력의 한 분야로 로봇 기술이 부각되고 있다.

로봇은 디지털TV·방송, 디스플레이, 미래형 자동차, 차세대 반도체, 지능형 홈 네트워크, 디지털콘텐츠·소프트웨어 솔루션, 차세대 전지, 바이오신약·장기 등과 함께 향후 5~10년 후 우리나라 경제의 현금 창출원의 역할을 담당할 수 있을 것으로 전망되고 있다.

이에 따라 정부도 로봇사업의 중요성에 주목하고 있으며, 로봇기술의 시장 성숙도와 기술 수준을 고려한 맞춤형 R&D 지원체계 구축에 주력하고 있다.

또한 지능형 로봇 개발 및 보급을 위한 법률이 국회를 통과하면서 지능형 서비스 로봇 관련 산업이 획기적 발전을 이룰 수 있는 토대가 마련되고 있다.

로봇산업은 우리나라의 IT 인프라와 아파트를 중심으로 한 정형화된 주거환경, 첨단기기에 대한 빠른 수용성 등을 감안한다면 향후 세계 시장 선점이 기대되는 유망한 분야라고 할 수 있다.

이미 선진국에서도 로봇 산업의 중요성을 인식, 과감한 투자를 단행하고 있다.

일본에서는 로봇 산업을 첨단기술 기반의 신사업으로 상정하고 경쟁력 강화에 나서고 있으며, 마이크로소프트의 빌게이츠 회장은 2007년 초에 로봇 산업이 거대한 소프트웨어 시장으로 발전할 것이라고 예측한 바 있다.

로봇산업은 IT 산업, 특히 소프트웨어 산업과의 융합을 통해 발전의 속도를 가속화할 것으로 예상된다. 지능형 서비스 로봇의 핵심은 무선통신 기능과 지능을 구현하는 소프트웨어이기 때문이다.

따라서 지능형 서비스 로봇 산업이 활성화되면 IT는 물론 여타 다른 산업에도 막대한 파급 효과를 미칠 것으로 예상되며, 새로운 시장 창출에 따른 산업구조에도 변화가 있을 것으로 전망된다.

또한 최근 이슈가 되고 있는 환경오염 및 고령화에 따른 노동력 확보 등의 사회적, 환경적 문제 대응에도 새로운 돌파구를 제공할 것이다.

<표1> 로봇산업과 IT산업의 융합에 따른 기대효과

자료 : 산업연구원 자료 재정리

<표2> 국내 로봇 분류체계

자료 : 산은경제연구소, 지능형 로봇 산업의 발전 방안(2007)

<그림1>세계 로봇 시장 규모와 전망

자료 : 산업연구원, `차세대 성장동력 확충을 위한 로봇산업의 투자 로드맵(2007)`

2015년 세계 로봇시장 650억 달러 예상

로봇은 크게 서비스 로봇, 산업용 로봇, 네트워크 로봇 등의 3개 분야로 나눌 수 있으며,서비스 로봇은 개인서비스용 로봇과 전문서비스용 로봇으로 나뉜다.

국제로봇연맹(IFR)이 발표한 World Robotics 2007에 따르면 선진국의 대체 수요 및 중국, 인도와 같은 개발도상국의 경제 성장으로 산업용 로봇 수요가 초기 시장을 주도하겠지만, 이는 향후 10년 이내에 정체될 것으로 예상된다.

하지만 지능형 서비스 로봇 시장은 2010년까지 시장 규모가 약 2배가량 성장할 것으로 전망된다.

2006년까지 경비, 의료, 국방, 극한작업 등에 사용되는 전문 서비스 로봇이 4만 여대, 청소, 애완 로봇 등 개인/가정용 서비스 로봇이 350만대 보급되었으며, 2010년까지 각각 3만5천대, 360만대 추가 보급될 것으로 예상하고 있다. 또, 개인/가정용 서비스 로봇 중에서는 잔디 깎는 로봇이나 청소로봇보다는 엔터테인먼트 로봇이 빠르게 성장할 것으로 전망하고 있다.

이에 따라 시장 규모도 큰 폭으로 증가하고 있다. 산업연구원 자료에 따르면 생산액 기준으로 2007년 세계 로봇 시장은 113억 달러에 달하였으며, 2015년에는 6배가량 성장한 650억 달러에 달할 것으로 전망된다.

세계 수준과는 2년여의 기술 격차

지식경제부(舊 산업자원부)에 따르면 국내 로봇시장은 2006년 약 7천 260억원으로 세계6위 수준이며, 매년 35%가량의 고성장세를 나타내고 있다.

시장 형성 초기 단계에서 핵심 기술 개발도 중요하지만 실용성 높은 제품의 개발과 초기 시장 선점여부가 경쟁력을 좌우할 것으로 예상된다.

특히 우리나라의 경우 가전, 자동차, 통신, IT 등 연관 산업이 세계적인 수준이기 때문에 우리나라의 지능형 서비스 로봇분야의 잠재 경쟁력은 세계최고 수준인 것으로 평가되고 있다.

2004년부터 2007년까지 공공 및 민간을 합쳐 국내 지능형 로봇 산업에 총 2천349억원이 투자된 것으로 나타났다.

2004년에 385억원에서 2007년 706억원까지 연평균 22.4%씩 증가한 것으로 나타났다.

이에 따라 지능형 서비스 로봇 기술 수준도 빠르게 성장하고 있는 것으로 나타났다.

2003년 세계 최고 수준 대비 기술 경쟁력은 약 4.0년(65%), 2006년에는 2.2년(86%)으로 줄어든 것으로 나타났다.

특히, 기술수준 격차가 3년 만에 21%나 줄어들었으며, 수출 규모는 물론 부가가치, 고용 규모 변화에 있어서도 다른 산업보다 상대적으로 높은 증가를 기록하고 있는 것으로 나타났다.

<표3> 10대 산업별 기술수준 변화

로봇산업의 핵심, 소프트웨어

로봇산업의 핵심은 소프트웨어라고 전문가들은 지적하고 있다.

현재 우리나라의 경우 정보서비스기술, 영상 스트리밍, 임베디드 소프트웨어, 미들웨어 및 네트워크 기술, 차세대 PC 기술 등은 상당한 수준까지 발전되어 있기 때문에 초보적인 수준의 상용화 제품은 출시할 수 있을 것으로 평가되고 있다.

하지만 지능형 서비스 로봇의 핵심인 지식이나 지능을 자연스럽게 표현하는 분야나, 온톨로지 기술, 오감 인식 기술, 자율 주행을 구현할 수 있는 소프트웨어 알고리즘 등의 분야에서는 향후 추가적인 기술적 진보와 혁신이 필요할 것으로 분석된다.

로봇 소프트웨어는 초창기 산업용 로봇을 위한 소프트웨어에서 출발하여 점차 복잡해지고 다양해지는 로봇의 종류만큼이나 다양해져 왔다.

따라서 한정된 예산과 인력으로 필요할 때마다 소프트웨어를 개발하다보니 소프트웨어 개발의 효율성이 떨어지는 한계를 노출하게 되었다.

따라서 2000년대 이후부터는 통합된 지능형 서비스 로봇 소프트웨어 플랫폼을 개발하려는 움직임이 본격화되기 시작했다.

한편, 일본과 유럽의 경우 우리나라와 유사하게 정부 주도의 지능형 서비스 로봇 소프트웨어 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 미국의 경우 거대시장과 수요를 바탕으로 Saphira, TCA, Player/Stage 등 다양한 로봇 소프트웨어 플랫폼이 개발·상용화되었다.

2006년에는 마이크로소프트가 MS 로보틱스 스튜디오(MSRS)를 발표하면서 로봇시장에 진출하기도 했다.

PC에 이어서 로봇시장에도 OS를 선점하려는 전략으로 풀이되고 있다.

이미 우리나라에서 MSRS 기반의 로봇 강아지가 출시되었으며, 마이크로소프트는 우리나라를 로봇 소프트웨어 주요 해외 시장으로 분류할 정도로 공을 들이고 있다.

우리나라의 지능형 서비스 로봇 소프트웨어 개발은 정보통신부에서 추진해 온 RUPI(Robot Unified Platform Initiative)가 개발되어 있으며, 산업자원부에서는 SPIRE(Software Platform Initiative for Robotics Engineering)란 이름으로 로봇 소프트웨어 플랫폼 기술 개발을 추진하였다.

하지만, 최근에 지식경제부로 로봇산업 정책이 일원화되는 것을 계기로 소프트웨어 플랫폼이 단일화된 OPRoS(Open Platform for Robotic Service)로 재탄생하게 되었다.

OPRoS는 로봇의 주요 기능을 구현하는 응용 소프트웨어(컴포넌트), 이를 통합하는 표준화된 구조(프레임워크), 개발도구 등을 통칭하는 소프트웨어 플랫폼이다.

이번 단일화를 통해 마이크로소포트사의 MSRS와 경쟁할 수 있는 기술개발 체계를 갖추게 되었다.

또한 2008년 9월 시행 예정인 로봇법에 따라 로봇산업발전5개년 기본계획을 수립하고,R&D 사업과 인력양성 및 표준화 과제들을 전략 기술개발 사업으로 통합하고 로봇 제품별 시장성숙도와 기술 수준을 고려한 맞춤형 R&D 지원 체계를 구축하는데 주력할 계획이다.

<표4>지능형 서비스 로봇의 표준화 대상 소프트웨어 요소기술

·10여종의 범용 소프트웨어 개발 플랫폼

최근에 태동하고 있는 서비스 로봇 시장은 약 10종의 범용 소프트웨어 개발 플랫폼을 낳게 했다.

이들 범용 소프트웨어 개발 플랫폼은 많은 수가 윈도우(Windows)나 윈도우 CE(Windows CE)를 지원하고 있다.

로봇 소프트웨어 플랫폼은 통일된 프로그래밍 환경, 통일된 서비스 실행 환경, 재활용 가능한 요소들의 집합, 디버깅 및 시뮬레이션 환경, 널리 사용되고 있는 로봇 하드웨어에 대한 드라이버 패키지, 컴퓨터 비전/주행/로봇암 제어 등과 같은 공통 수단에 대한 패키지 등을 제공하여 여러 종류의 로봇 장치들에 대한 프로그래밍을 단순화하는 소프트웨어 패키지를 의미한다.

윈도우즈포디바이스닷컴(www.windowsfordevices.com)에서는 7종의 로봇 소프트웨어 플랫폼을 소개하고 있는데, 에볼루션 로보틱스(Evolution Robotics)의 ERSP(Evolution Robotics Software Platform), 마이크로소프트 로보틱스 스튜디오, OROCOS(Open RObot COntrol Software), 스킬리전트(Skilligent), URBI(Universal Real-time Behavior Interface), 위보츠(Webots), 플레이어/스테이지/가지보(Player/Stage/Gazebo)와 3개의 로봇 소프트웨어 플랫폼인 아이로봇 어웨어(iRobot Aware), OpenJAUS, CLARAty 산업용 로봇 플랫폼 등이 그것이다.

·스킬리전트, 로봇과 사람의 상호작용 가능케 하는 소프트웨어

최근에 로봇 소프트웨어 플랫폼 분야에서 흥미로운 새로운 개념이 스킬리전트(Skilligent)에 의해 제시되었다.

이들은 로봇이 사람과 상호작용하면서 자율적으로 필요한 기술을 개발하도록 하는 소프트웨어 제품을 제작했다.

이론적으로 이러한 로봇은 프로그래밍 없이 직접적으로 훈련될 수 있기 때문에 기존에 있는 대부분의 서비스 개발 환경을 구식으로 만들 수 있다.

사용자로부터 습득될 수 없는 기술들은 전통적인 방식으로 프로그래밍 될 수 있다.

이러한 시스템은 앞으로 점점 영리하게 되고, 장기적으로 학습에 의해 기술을 습득하는 로봇이 좀 더 유연성을 제공하기 때문에 서비스 로봇 시장을 지배할 것으로 예측된다.

또 다른 중요한 측면은 리눅스(Linux)와 윈도우(Windows)가 경쟁을 하려 한다는 것이다.

현재 대부분의 로봇 소프트웨어 플랫폼은 리눅스를 지원하고 있다.

 마이크로소프트는 윈도우 XP/CE를 표준적인 로봇 운영 체계로 밀고 있는데, 이 두 운영체계는 미래의 시장에서 각각의 몫을 차지할 것이지만 그 비율이 어떻게 될 지는 예상하기 어렵다.

·로봇 소프트웨어 플랫폼의 표준

산업용 로봇 분야에서 대부분의 산업용 로봇 제조업자들은 자신의 로봇을 프로그래밍하기 위해 자체 플랫폼을 제공하고 있다.

이들은 제3자의 제품을 이용하는 것보다 자신의 제품을 판매하는 것을 선호할 것이다.

이러한 경향과는 반대로 오엠지 로보틱스 그룹(OMG robotics group)은 특정 제조업자의 제품에 고정화된 것을 깨는 일련의 표준을 만들기 위한 캠페인을 최근에 시작했다.

비록 이러한 노력이 초기 단계에 불과하지만 중장기적으로 상용 표준(working standard)을 만들 것으로 기대된다.

유사하지만 독립적인 개발 작업이 유럽에서도 유럽 로보틱스 플랫폼(European Robotics Platform)라는 이름으로 진행되고 있다.

<표5> 미래 기술에 대한 평가

정부와 민간의 역할 분담이 로봇산업 성공의 열쇠

우리나라는 전통 산업과 IT 기술을 접목하는 능력과 활용 속도가 매우 빠른 반면, 원천기술이 취약하다는 지적을 받아 왔다.

지능형 서비스 로봇 산업은 우리나라가 기술 혁신의 변화에 따라 국가 핵심 전략 사업으로 성장성을 기대할 수 있는 분야이다.

따라서 지능형 서비스 로봇 산업을 향후에도 지속적으로 성장시키기 위해서는 무엇보다도 원천 소프트웨어 기술 개발이 중요하며, 정부와 민간의 효율적인 역할 분담이 우선되어야 할 것이다.

삼성경제연구소의 자료에 따르면 지능형 서비스 로봇 분야는 파급효과가 10점 만점에 8점이나 되지만 기업 역량은 4점에 그치는 것으로 나타나 특히 정부의 지원이 필수적인 것으로 분석된다.

정부에서는 부처 간 일원화된 연구개발 지원체계 구축, 개방형 연구개발 체계 강화, 정부와 민간 역할 분담 및 조정, 선진국과의 기술 교류 강화 등 지능형 서비스로봇 기술 관련 인프라를 확충하는 노력이 필요하다.

소프트웨어를 비롯한 지능형 서비스 로봇 관련 원천기술의 경우 파급 효과가 큰 대신 우리나라 기업들의 역량은 선진국에 비해 상대적으로 뒤쳐지는 만큼 장기적인 관점에서의 지속적인 투자가 요청되고 있다.

소프트웨어와 로봇산업의 학제 간 융합연구 지원, 법 제도의 정비, R&D 프로세스 정비 및 확립, 전문 인력의 양성, 연구지속성을 위한 공통 플랫폼 및 표준화 지원, 정보교류 및 투자환경 조성 등이 요청된다.

우선적으로 정부에서 추진할 수밖에 없는 군사용 무인 차량, 무인 항공기, Security 관련 경계 및 보안서비스 로봇 개발을 통해 OS 및 소프트웨어 관련 기술의 축적과 연구기반 조성, 인력 양성 등 인프라 구축에 나선다면 좋은 선례를 남길 수 있을 것으로 분석된다.

한편, 민간에서는 지능형 서비스 로봇 산업이 신생 분야인 만큼 시장 창출, 사업모델, 기술적 가능성 등 다양한 분야에서 소비자들의 관점과 가치에 중점을 둔 상품 개발에 주력해야 할 것으로 분석된다.

소비자가 진정으로 원하는 지능형 서비스로봇이 무엇인지 찾아내는 것이 중요하다.

개인용/가정용 로봇의 경우 응용범위가 넓고 사용자도 다양하지만 현재 완구 및 청소 로봇 등의 한정된 구매 포인트로는 명확한 구매 포인트를 찾기 힘들기 때문이다.

명확한 구매 포인트만 소비자에게 제시한다면 소비자들은 고가임에도 불구하고 로봇을 구매할 것으로 예상되기 때문이다.

특히 소프트웨어와 같은 기술적인 측면에 대해서는 인간과의 커뮤니케이션과 인공 지능 등의 분야에 대해 소비자들의 기대 수준이 높은 것을 고려하여 개발에 주력해야 할 것으로 분석된다.

또한 지능형 서비스 로봇 개발 업체들은 소비자들의 요구가 다양화되고 수요가 증가할 것에 대비하여 공통된 소프트웨어 플랫폼을 기반으로 다품종 대량 생산을 지원할 수 있는 체제를 갖추어야 할 것으로 분석된다.