로봇기술 매거진 월간 로봇뉴스 - 로봇기술

가정용 로봇 산업동향

“7가지 주요기술의 공통 핵심모듈 공유로 거대 로봇시장 대비해야”

차세대 가정용 로봇은 21C 사회구조 및 생활패턴의 변화와 함께 고령화 사회진입으로 인한 폭발적 수요증대가 예상되는 분야다. 우리나라는 이미 고령화 사회로 진입(2000년, 65세 이상 7.5%)했고, 2020년경에는 노인부양비율이 약 20%에 달하게 되어 가정용 서비스로봇의 수요가 급증할 것으로 예측되고 있다. 그중 가정용 로봇산업은 로봇제품 및 관련부품을 생산하는 제조 산업, 로봇응용 S/W 등 S/W산업, 서비스 콘텐츠 등 서비스산업의 산업구조 특성을 갖는 Multi Value Chain형 산업으로 로봇의 시장과 함께 서비스시장의 폭발적인 성장이 예상되고 있다. 이에 본지에서는 경희대학교 이순걸 교수가 정리한 ‘가정용 로봇 산업동향’ 중 시장과 기술동향에 대한 내용을 발췌 정리했다.

세계시장 전망 부가적 파생 서비스 포함한 에듀테인먼트 로봇의 성장에 기대

2007년 세계로봇시장 규모는 전년대비 18.9% 성장한 81.26억불로 추산(IFR, 2008. 10)된다.

제조업용 로봇시장 규모는 58.9불로 추산되어 최근 3년간 대체로 점진적 증가세를 유지하고 있는 반면 서비스용 로봇은 22.32억불로 추산되어 가파른 상승세를 보이고 있음을 확인할 수 있다.

특히, 전문서비스용 로봇 시장은 연평균 59.3%의 고성장세를 보였고, 개인서비스용 로봇 시장은 2006년 전년대비 △15.0%의 하락세를 보였으나 2007년도 전년대비 81.3%의 높은 성장세를 회복했다는 점이 주목된다.

세계로봇 시장은 2013년 300억불 규모를 형성, 본격적인 시장성장 단계에 진입한 이후 2018년에 약 1,000억불 시장을 형성할 전망이다. 서비스용 로봇의 경우, 초기단계로 새로운 제품이 꾸준히 소개되고 있기 때문에 미래 전망이 쉽지 않으나, 높은 성장세 예측에 일치한다. 개인서비스용은 기술적 난제 해결에 따른 제품 완성도 확보를 계기로 2013~2016년경부터 고성장이 전망되고 있다.

2005년까지의 청소·교육·오락용 로봇의 출하대수 기준 로봇시장이 5년에 10배 이상 성장하여 반도체산업의 무어의 법칙을 상회(Pirjanian, CEO of ER, RoboBusiness, 2007)했다.

로봇은 향후 자동차·반도체산업 규모 이상의 성장이 기대되는 미래 ‘STAR’ 산업으로 기술혁신과 신규 투자가 유망한 신산업임을 세계적으로 인정받고 있다.

일부 미세한 차이가 있기는 하지만 대부분의 시장조사 기관은 로봇시장이 폭발적으로 성장할 것이라는 낙관적 전망이 우세적이다. 그러나 완만한 성장을 예측하는 비관적 전망이 상존한다.

가정용 로봇 시장은 크게 교육과 여가를 지원하는 에듀테인먼트(교보재를 포함) 로봇 및 가정용 청소로봇을 포함하는 생활지원 로봇 시장으로 대표될 수 있으며 로봇제품에 대한 시장과 이와 함께 부가적으로 파생되는 관련 서비스 시장도 에듀테인먼트 로봇의 경우는 제품시장 이상의 시장이 창출될 것으로 예상하고 있다.

에듀테인먼트 로봇시장은 교육관련 교보재, 원격교육 및 정보, 여가지원 로봇시장이 주로 형성되고 성장해 가고 있으며, 교보재를 포함한 교육관련 시장이 세계적으로 폭발적인 성장 추세에 있다.

최근에 엔터테인먼트 및 교육로봇이 시장이 성장하고 있으나(IFR World Robotics 2007) 본격적인 보급은 아직 기대하기 어려운 상황에 있다.

2007년 현재 교육용 로봇시장 점유율은 미국의 Vex와 Paralax가 42%, 유럽의 Lego와 Fischertechnik이 38%를 차지하고 있으며 기타 한국, 중국, 일본이 나머지 20%를 나누고 있다.

2007년부터 2010년까지 레저/엔터테인먼트 및 교육용 개인 서비스 로봇은 전 세계적으로 2백만 유닛 이상의 시장이 형성될 것으로 예상된다(International Federation of Robotics World Robotics 2007).

생활지원 로봇산업은 인구고령화, 독거가구 증가, 생활수준 향상 및 삶에 질 향상에 따라 기하급수적으로 성장하는 첨단 산업으로, 실버 및 장애인을 위한 생활지원 및 가사일로부터 여유시간을 생성해 주는 일반인용 가사지원 로봇이 주요 시장을 이루고 있다.

청소기 로봇을 시발로 하여 가사지원 로봇은 전 세계적으로 2백만 유닛 이상 팔렸으며 폭발적인 시장의 증가를 보였으나 가격대비 성능비, 제공할 수 있는 서비스의 한계로 인하여 생활필수 가전과 같은 시장의 성숙은 보이지 못하고 있다.

국내시장 전망 홈서비스용 지능로봇, 2020년경 자동차산업 규모 상회

국내 로봇 시장은 2007년 7,442억 원으로 세계 5-6위 수준이며 지속적인 성장 추세를 보이고 있다. 로봇산업실태조사보고서(한국기계산업진흥원 발간)에 따르면 2005년 5,988억원, 2006년 7,178억원, 2007년 7,442억원의 시장을 형성하고 있다.

               ▶ 서비스 로봇 시장 규모 예측 (산자부, R&D Biz 재구성)

국내 에듀테인먼트 로봇 시장은 로봇교육 활성화 및 경진대회의 급성장으로 인하여 2003년 이후 매년 약 40%의 성장을 지속해오고 있으며, 여가지원 및 오락 관련 로봇은 유아용 완구를 중심으로 성장하고 있다.

국내에서는 여가 오락 콘텐츠 및 사교육과 연관된 로봇 교육 콘텐츠 시장과 함께 관련 서비스시장의 규모도 로봇 제품시장을 능가할 규모로 성장해 나가고 있다. 이러한 국내의 특수한 상황으로 인하여 가정용 에듀테인먼트 로봇은 지능형 개인 서비스 로봇 전체 한국시장의 세계시장 점유율 7%(로봇산업의 2020 비전 및 전략) 대비 2배 이상의 규모로 국내시장이 형성되고 있다.

오락 및 여가를 지원하는 로봇은 초기 가정용 로봇 시장의 형성에 많은 기여를 하였으나, 현재 국내의 로봇 제품들은 각종 콘텐츠를 통하여 오락, 여가지원과 함께 교육기능을 종합적으로 구현할 수 있는 융합형 로봇 제품 시장과 교육과 관련하여 로봇 교육을 보조하는 교보재, 교사 보조 로봇 등 전문화된 교육로봇 시장도 창출되고 있다.

가사지원을 포함한 국내 생활지원 로봇은 가정용 청소로봇 시장으로 초기 시장이 형성되었으며, 이후 가정용 청소로봇과 같은 대량생산이 일어나고 있는 제품은 출시되지 않고 있는 상황이다. 연 10만대 규모의 가정용 청소로봇 시장은 고가, 고부가가치 시장을 형성하지 못하고 중저가 시장으로 정착되어가고 있다. 그러나 향후 인구감소, 고령화 등으로 인한 실버, 장애인용 생활지원로봇으로 시작하여 향후 기술적 난제를 해결한 일반 가정용 가사지원 로봇이 등장하면서 거대한 시장이 창출될 것으로 예상된다.

홈서비스용 지능로봇 시장 규모는 2020년경 자동차 산업의 규모를 상회할 것으로 예측되며, 노인의 생활지원 및 의료지원으로 대별되는 실버산업의 규모는 고령사회가 가속화됨에 따라 2008년경 $1,000억 이상의 시장이 형성될 것으로 보인다.

따라서 이와 관련된 복지수요의 증가로 인하여 관련 로봇 산업도 급격하게 성장할 것으로 전망된다.

웰빙(Well-being), 소셜 네트워크(Social Network), 세컨드 라이프(Second Life) 등 새로운 라이프 사이클의 등장, 신산업과의 융합으로 신기술 수요를 충족하며, 가정용 로봇이 신산업 기술과의 융합으로 더욱 시장이 성장하며, 융합의 총체로서 1가구 1로봇 시대를 열 것으로 전망된다.

현재까지 가정용 생활지원 및 가사지원 로봇은 청소로봇을 시작으로 잔디 깎기, 풀장청소 로봇 제품들이 초기시장을 창출하였으나 자기위치를 인식하는 지능형 자율이동 기능을 저가형으로 구현할 수 있는 기술 부재로 인하여 고부가가치 시장을 창출하지 못하고 있다.

지능형 조작기술의 부재로 심부름, 정리정돈 등의 실제적인 서비스가 아닌 음성기반 HRI 및 Tele-presence를 기반으로 한 모니터링 및 안내 서비스에 기초한 제품들의 높은 가격 및 기대수준을 충족하지 못하여 시장창출의 어려움을 겪고 있는 상황으로, 기술적인 상황을 고려할 때, 실버, 장애우용 생활지원 로봇으로부터 시장이 창출될 것으로 예상된다.

대부분 로봇기업 180개사 중 매출액 규모 50억 원 이하가 90%를 차지하여 매우 영세하여, 신뢰성과 안전성을 확보할 수 있는 로봇이다.

주요기술 동향 7가지 주요기술, 로봇발전과 함께 성장

<그림 1>은 지능형 로봇을 이루는 제반 연관 기술을 연계도로 그려본 것이다. 가정용 로봇도 이와 같은 기반 하에서 구성되었기 때문에 동일한 연관 기술로 이루어져 있다. <표 4>는 이 각 부분의 세부 기술 분야를 나타낸다.

<그림 1> 가정용 로봇의 연관기술 관계도

그림과 표에서 보는 바와 같이 로봇 기술은 대단히 많은 기술로 이루어져 있으며 이에 대한 동향을 모두 파악하는 것은 매우 방대한 작업이 될 것이므로 여기서는 가정용 로봇에 필요한 대표적인 기술에 대해서만 동향 서술을 하는 것으로 간단히 정리한다.

주요 업체 동향 점진적 시장 확대보이는 교육/엔터테인먼트 로봇과 기술완성도에 아쉬움 남는 가사 지원 로봇

⊙ 교육/엔터테인먼트 로봇

현재 미국의 대표적인 교육용 로봇은Lego Mindstorm, Paralex, Innovation First/Vex Robotics, Robix 등의 다양한 연령과 넓은 제품의 군으로 소양 교육시장으로 초중고 학생들의 취미활동 뿐 아니라 공교육에도 사용되고 있으며, 많은 대학의 교보재로 사용되고 있다.

LEGO는 미국 MIT 미디어랩과 공동 개발로 규격화된 다양한 기구 컴포넌트 및 교육용/비교육용 로봇 구동 S/W를 전 세계에 공급하고 있으며, 시장 점유율이 제일 높다. 전 세계적으로 교육기자재 납품 형태로 학교에 납품하고 있으며, 미국 FIRST 재단과 협력하여 FLL(First Lego League) 등의 대회를 진행하면서, 학생들의 창의력 개발을 강조하며 로봇 교육 시장을 확대하고 있다.

또한, 미국의 NASA, CMU 등과 협력하여 교육 콘텐츠 개발을 진행하여 양질의 교육 콘텐츠를 확보하고 있다.

Fischer Technik는 세계적 수준의 자동화 산업에서 축적한 기술을 교육용 로봇에 적용하여 다양하고, 규격화된 컴포넌트 제공하여 LEGO 제품군보다 더 다양한 기구부품 및 공압 시스템을 보유하고 있다.

VEX는 교육용 로봇의 Innovation을 목표로, 다양한 프레임, 기어 등의 모듈화를 통해 규격화된 컴포넌트를 제공하고 있다.

WowWee는 전 세계 지능형 로봇완구 제품에 대한 개발과 생산, 마케팅 능력을 가진 회사로 로봇 사피엔을 필두로 다양한 제품을 시장에 선보이고 있다. 현재는 조립 완료 형태의 로봇완구 제품을 취급하고 있으나, 완구 제품의 성능 및 시장 마켓 쉐어를 감안할 때, 이를 교육용으로 사업을 확장한다면 엄청난 파괴력을 가진 회사로 대두될 가능성이 상당히 많다.

Mechano 프랑스의 교육완구 업체로 2세이상부터 전문가용까지 100여종 이상의 다양한 제품군을 보유하고 있으며, WowWee와는 다르게 LEGO와 같이 부품형태의 제품을 공급하고 있다.

일본에서는 로봇기술을 접목한 성인용 엔터테인먼트 로봇의 판매가 급증하고 있는 상황이며, 세가토와즈 등 완구업체에서 고양이로봇, 보행로봇 ‘ROBO-Q’ 등 다양한 엔터테인먼트 로봇이 출시되고 있다.

유진로봇은 한국몬테소리와 함께 유아 교육용 로봇을 상용화 하고 중국으로 수출할 수 있는 기반을 다졌다. 동화구연, 영화학습 등 어린이들에게 풍부한 교육 콘텐츠를 제공하고 있으며 사이버게임과 연동하여 인터랙티브 게임을 지원하는 로봇을 개발하여 상용화에 성공했다.

다사로봇은100가지 명령을 알아들을 수 있으며, 움직이며 감정을 표현할 수 있는 애완용 로봇인 제니보를 유아교육시장에 출시했다.

⊙ 가사지원 로봇

청소로봇은 가사지원 로봇 중 유일하게 상용화가 된 로봇이며, 미국의 iRobot社의 Roomba 로봇 청소기의 상용화 성공 이후에 유럽, 국내 여러 업체들이 시장에 진출해 있는 상황이다.

고부가 가치를 창출하기 위하여, 고가 및 고기능화를 추진하고 있으며, 치열한 시장 경쟁에서 생존하기 위한 기술경쟁이 심화되고 있으며, 진입장벽이 낮은 산업이기 때문에 필연적으로 발생하는 저가 제품과의 차별화를 위한 기술개발을 각 업체들이 진행하고 있다.

청소를 제외한 가사지원 로봇은 대량생산에 의한 상용화는 이루어지고 있지 않은 상태이며, 연구개발 결과로 얻어진 플로토타입들이 공개되고 있는 상황이다. 정리정돈, 심부름, 주방보조 등 다양한 가사지원 로봇들이 개발되고 있으나 기술 완성도는 상용화에 미치지 못하고 있다.

2018년 이후 로봇거대 시장 창출 기대… 공통 핵심기술 및 모듈 개발에 집중해야

현재 서비스 로봇 시장을 이끌고 있는 것은 가정용 로봇으로 그중 특히 청소로봇은 이미 초기 시장이 구축된 상황이며, 전술한 바와 같이 인간의 생활 패턴 변화를 주도할 수 있는 새로운 생활 가전으로서 그 시장 규모가 지속적으로 확대되어 나갈 것으로 예상된다. 이에 따라 전 세계 로봇 및 가전 업체가 시장점유율 확대를 통한 경쟁 우위를 선점하기 위해 핵심 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

가정용 서비스 로봇 시장은 이제 청소로봇, 교육 엔터테인먼트 로봇 시장을 제외하고 초기시장이 창출되는 단계에 있으며, 2013년 이후에는 장애우와 노약자를 대상으로 하는 생활지원 로봇들이 기술적인 한계를 극복하고 본격적인 초기시장을 창출할 것으로 예상된다.

현재 시장이 창출되어 있는 청소, 교육/엔터테인먼트 로봇 시장은 교육용 로봇 시장 및 관련 서비스 시장의 폭발적인 성장과 함께 향후 거대한 시장의 창출이 예상되며, 특히 교육 분야는 로봇 시장보다 사교육과 연관된 서비스시장 규모가 더 커질 것으로 예상된다.

결론적으로 이러한 시장에 있어서의 현재 국내 기업들의 기존 시장진입 및 점유확대를 이루고, 향후 가사지원 로봇 시장을 선점하기 위하여 기술적인 한계를 극복하고 가격경쟁력을 갖출 수 있는 주요 부품의 저가/국산화 및 핵심 원천기술 개발에 본격적인 투자를 할 시점이 되었음, 선진국에서는 주요 핵심기술 및 특허를 확보할 수 있도록 꾸준한 투자를 계속하고 있으며, 2018년 이후에는 일반인을 대상으로 한 가사지원 로봇을 포함한 거대 시장이 창출될 것으로 예상된다.

따라서 소비자가 원하는 가격 대비 성능을 확보하고 이를 기반으로 글로벌 시장의 규모 및 점유율 확대를 단기간에 효율적으로 달성하기 위해서는 업체가 필요로 하는 가정용 로봇 공통의 핵심 기술 및 모듈에 집중하여 이에 대한 공통 기술을 도출하고 독자적 기술 기반을 구축하는 것이 시급하다.