비대면 사회의 도래는 서비스 로봇 분야에 새로운 기회를 제공했다. 한국생산기술연구원은 ‘KEIT PD Issue Report : 비대면 휴먼케어 서비스 로봇 기술 현황 및 발전 방향’ 보고서를 통해 비대면 휴먼케어 서비스 로봇에 대한 기술 및 시장 동향과 향후 발전을 위한 활로를 제시했다.
호텔 로비에서 음료를 배달하는 인아텍의 자율주행로봇(사진. 인아텍)
1. 휴먼케어 서비스 로봇 개요
1) 휴먼케어 서비스 로봇이란?
휴먼케어 로봇은 인간과 함께 생활하면서 인간을 이해하고 정서적으로 교류하면서 상황에 맞는 생활, 정서, 건강 등의 서비스를 제공하는 개인용 서비스 로봇을 의미한다. 휴먼케어로봇의 대상으로는 고령자, 장애인, 유아 등 사회적 약자가 주 대상이나, 일반인을 대상으로 한 로봇도 다수 존재하며, 주요 역할은 건강관리, 생활지원, 정서지원, 인지지원 및 정보/안전 분야이다.
휴먼케어 로봇의 핵심기능은 인간을 대상으로 도움을 제공하는 것이며 인간을 인식 및 이해하고 적절히 대응하는 인간-로봇 상호작용(HRI) 기술이 중요하다. 이와 더불어 서비스 수행을 위한 이동 및 조작기술 또한 중요하다.
2) 휴먼케어 로봇의 주요 이슈
비대면 서비스에 대한 요구는 매우 빠르게 증가하고 있으며, 이에 대응할 수 있는 가장 효과적인 툴(Tool)은 로봇이다.
고령화 및 사회적 약자에 대한 관심 증가에 따른 사회적인 서비스 확대 요구가 지속적으로 이루어지고 있으며, 코로나19로 인한 비대면 서비스에 대한 필요성이 강하게 제기되고 있는 상황으로, 제조 현장뿐만 아니라 공공, 상업, 교육 및 가정 내 등 다양한 서비스 현장에서 비대면 휴먼케어 서비스 로봇에 대한 필요성이 확대되고 있다.
현재 비대면 휴먼케어 서비스 로봇의 원활한 적용을 위해 필요한 핵심기술의 기능적 구현은 완료된 상황이나, 실제 적용을 위한 성능 구현이 미진한 실정이다. 핵심기술인 인식, 이동, 조작, HRI 등의 기본 기술들은 발전됐으나 로봇 제품 시장의 미성숙에 따라 실제 제품을 통해 서비스된 경험 및 사례가 부족하고, 서비스 현장에서 효율적으로 안전하게 구동하기 위한 성능 구현이 다소 미흡해 현장 활용이 부진하다. 이를 해결하기 위해서는 비대면 휴먼케어 서비스 로봇의 효과적인 활용을 위한 실제 환경 적용 및 사용자 요구에 대응하는 기술의 성능 향상이 요구된다.
2. 휴먼케어 서비스 로봇 기술 동향
1) 기술개발 동향
휴먼케어 서비스 로봇의 주요 기술은 인식, 이동, 조작, HRI 등이며, 로봇의 적용 분야에 따라 중요하게 요구되는 기술이 달라질 수 있다.
시각 인식을 기반으로 한 로봇의 인식 기술은 큰 성장을 이루었으나, 멀티모달센서를 활용한 다양하고 복잡한 상황 인식 및 이를 바탕으로 하는 지능적인 판단 부분에서 추가 기술개발이 필요하다.
이동 기술의 경우 정형화된 실내 환경에서의 휠 기반 이동 기술은 성숙되어 있다. 다만 비정형 또는 실외 환경이나 휠 형태의 이동 기술을 적용하기 어려운 분야에 대한 이동 기술의 경우 더욱 적극적인 개발이 필요하다.
조작 기술 측면에서는 관련 부품이나 조작 방법에 대한 기술이 활발히 이뤄지고 있는데, 이는 휴먼케어 서비스 로봇뿐만 아니라 로봇 전 분야에서 반드시 필요한 기술이다.
끝으로 HRI는 사람을 대상으로 서비스를 하는데 가장 기본이 되는 기술로서 터치 인터페이스, 음성인식이나 대화 등 기본적인 HRI 기술은 성숙단계이지만, 인간의 감성과 의도를 이해하며, 장기적인 기억을 바탕으로 개인 맞춤형 서비스를 하기 위한 소셜 HRI 기술개발이 필요하다.
2) 분야별 휴먼케어 서비스 로봇 기술개발 동향
• 공공서비스 로봇
방역 로봇, 환자 이송 로봇 및 간호지원 서비스 로봇 등 다양한 기술개발이 이루어지고 있다. UV를 활용한 방역 로봇을 비롯해 소독제 살포형 방역 로봇에 대한 다수의 기술개발이 이루어지고 있으며, 매니퓰레이터를 부착해 방역의 사각지대를 없애는 기술도 개발 중이다.
또한 간호 인력을 대신해 수시로 대상자를 모니터링하고, 환자 상태에 따라 간호 보조 업무 및 모니터링 정보를 전문가에게 알려주는 원격 비대면 서비스 로봇에 대한 기술개발이 추진 중이다.
방역 로봇(사진. UVD로봇)
• 상업서비스 로봇
접객 로봇을 비롯해 서빙 로봇, 요리 로봇 등이 일반 상업시설 현장에서 서비스를 제공하고 있다. 높은 수준의 지능을 탑재한 로봇이라기보다는 간단한 인식과 판단, 또는 정해진 경로에 따라 임무를 수행하는 정도로 서비스를 제공한다.
접객 로봇은 호텔 등에서 소비자에 대한 다양한 요구에 대응하는 로봇으로, 프론트 업무, 물건 보관 업무, 배달 및 안내 업무 등을 수행할 수 있다. 국내에서도 주행기반 안내 및 배달이 가능한 로봇을 개발 중이다.
요리 로봇은 최근 해외 레스토랑에서 선보이고 있는 로봇으로, 대응할 수 있는 요리의 종류가 점차 확대되고 있다. 다양한 센서와 인공지능 기술을 탑재하는 방향으로 기술개발이 이루어지고 있으며 인건비를 최소화하고 빠른 요리 속도에 대응하고 있다.
레스토랑에서의 로봇 활용은 요리 로봇뿐만 아니라 서빙, 설거지, 식자재 관리 등으로 활용범위가 확대되고 있다. 우리나라의 경우 우아한형제들에서 서빙 로봇 렌탈 사업을 추진하는 등 활발하게 기술개발이 진행 중이다.
고기를 서빙하는 로봇(사진. 로봇기술)
• 교육서비스 로봇
교육서비스 로봇은 기존에 주로 교육 보조 로봇과 교구 로봇으로 구분됐으나, 최근 비대면 교육의 확산에 따라 원격지에서 가상 학습과 체험이 가능한 형태의 탠저블(Tangible) 인터페이스로서 하드웨어 플랫폼이 진화하고 있다. VR/AR 기반의 체험형 시뮬레이션 기술을 통해 학습 콘텐츠에 실감을 더함으로써 학습 몰입감을 부여하고, 마이크로소프트, 소니, 구글, 인텔 등 다양한 ICT 기업들이 증강현실 기술을 활용한 제품을 지속적으로 출시하고 있다.
교육과 게임의 접목은 이러닝 교육을 통해 지속적으로 시도되어 왔다. 단순히 지식 습득의 학습뿐만 아니라 악기 연주나 운동 자세 등의 기술 습득을 위한 용도로도 다양하게 활용되고 있으며, 미국, 일본, 중국 등에서는 빅데이터 기반의 개인 맞춤형 학습 시장이 커지고 있는 상황으로, 저렴하게 제품을 개발해 지속적으로 활용률을 높이는 방향의 기술개발이 필요한 시점이다.
물리적 시뮬레이터 학습 기술은 코딩 교육이 최근 크게 관심을 받고 있으며 다양한 센서를 탑재한 하드웨어와 스마트 앱 형태의 제품이 판매되고 있다. 레고사의 마인드스톰 및 구글의 프로젝트 블록 등의 교구 제품이 출시되고 있다.
• 가정서비스 로봇
HRI 및 인공지능 기술개발의 경쟁을 바탕으로, 미국, 일본, 이탈리아, 중국 등에서는 다양한 가사지원 로봇, 소셜 로봇(커뮤니케이션 로봇), 돌봄 로봇 등을 개발·보급하고 있다.
정보 전달 및 정서적 케어를 수행하는 소셜 로봇은 먼저 가정 내 IoT 제품들의 허브로서 AI 스피커가 발전된 형태의 홈 허브 로봇과 반려동물 등 정서적 케어를 위한 반려 로봇 형태로 선보여지고 있다.
한편 집안에서 정리정돈, 요리, 빨래개기 등의 가사를 지원하는 로봇이 등장하고 있으나 물리적 서비스 요구기능에 대한 기술적인 난이도가 높아 난이도에 따른 단계적 접근이 필요하다.
이 밖에 신체적 돌봄 로봇은 주로 의료 헬스케어 기기에 로봇기술이 접목된 형태로 진화하고 있다.
삼성봇 핸디(사진. 삼성전자 유튜브 갈무리)
3. 휴먼케어 서비스 로봇 시장 현황
1) 국내외 로봇 시장 규모
2019년 로봇 분야 전체에 대한 세계 시장 규모는 전년도 비슷한 수준으로 조사됐다. 제조 로봇 시장은 138억 불로 전년 대비 17% 감소했으나, 서비스 로봇 시장이 112억 불로 전년 대비 32% 증가했다.
제조 로봇 시장은 아시아 시장이 13% 감소한 것을 비롯해 유럽이 5%, 북미시장이 13% 감소하는 등 전반적으로 감소했다. 이 가운데에서도 중국, 일본, 미국, 한국, 독일 등 5개 국가의 로봇 시장이 전체의 73%를 차지했다.
2) 휴먼케어로봇 분야별 시장 현황 및 전망
• 공공서비스 로봇
저출산·고령화 및 저성장 시대로 진입함에 따라 삶의 질을 향상시키는 방향으로 공공서비스 로봇이 발전하고 있으며, 코로나19로 인한 큰 사회적 변화에 따라 공공서비스 로봇의 요구가 확대되고 있다.
공공시설에 대한 방역, 살균 등의 서비스를 제공하는 로봇의 경우, 수요가 매우 빠르게 증가하고 있으며, 다양한 로봇 기업들이 시장에 진출하고 있는 실정이다. 방역과 관련해 인아텍(한국), 유버(한국), UVD로보틱스(덴마크), 제닉스로보틱스(미국) 등의 기업들이 시제품 출시 및 현장 적용 중에 있다.
한편 미국, 영국 등 선진국에서는 이미 간호 인력의 부족현상이 심해지고 있다. 자료에 따르면, 의료기관에 종사하는 간호사에 대한 법적 정원을 준수하지 못하는 병원의 비율이 43%에 달하는 등 간호 인력에 대한 부족 현상은 매우 심각한 수준(중앙일보, '20.10.8)으로, 돌봄 로봇과 관련한 시장도 크게 성장할 것으로 예상된다.
• 상업서비스 로봇
접객/서빙 등 상업 서비스 로봇 시장은 아직 초기 단계임에도 불구하고, 비대면 서비스에 대한 소비자들의 요구가 급격히 증가하고 있어 로봇 선진국에서는 시장 선점을 위한 로봇 기술 고도화 추진 중이다. 세계 접객로봇 시장 규모는 2018년 1.5억 달러(1.4만 대) 수준에서 2019년 2.2억 달러(2만 대) 수준으로 크게 증가했으며, 2023년에는 6.8억 불(7.6만 대) 수준까지 증가할 것으로 예측된다.
• 교육서비스 로봇
코로나19로 인한 비대면 온라인 교육 및 에듀테크에 대한 관심이 높아지고 있으며, 세계 각국은 늘어나는 에듀테크 시장을 선점하기 위하여 노력 중이다. 세계 교육서비스 시장의 규모는 빠르게 증가하고 있으며, 이중에서도 에듀테크 시장은 더 빠르게 증가하고 있다.
미국은 ‘One-to-one’ 정책 추진을 통해 디지털 학습을 가능하도록 하고 있으며, 에듀테크 기업들이 다양한 투자를 유치 중이며, 중국은 ‘교육정보화 2.0 계획’ 발표를 통해 교육에 ICT 기술을 결합하는 등 에듀테크 투자가 가장 활발히 일어나고 있다. 또한 영국은 에듀테크를 제2의 핀테크로 지정하는 등 적극적인 육성 전략을 추진하고 있다.
한편 우리나라 교육서비스 시장은 꾸준히 성장 중으로, 2019년 매출액 규모는 3조 9,500억 원으로 2.8% 성장했으며 기업 당 평균 매출은 21.8억 원 수준이다.
• 가정서비스 로봇
가정 내에서 가사지원 등의 개인 서비스 로봇 시장의 규모는 2019년 2,323만 대 규모로 34% 증가했으며, 매출 측면에서도 56.6억 불 규모로 20% 증가했다. 가정 내 휴먼케어 로봇은 가정 내에서 정서적인 교감 및 신체 보조 등을 수행하는 로봇으로 더 빠르게 증가하고 있다,
4. 관련 제언
1) 지능·조작 관련 원천 기술 개발에 대한 지속적인 투자
2019년 로봇 분야 전체에 대한 세계 시장 규모는 전년도 비슷한 수준으로 조사됐다. 제조 로봇 시장은 138억 불로 전년 대비 17% 감소했으나, 서비스 로봇 시장이 112억 불로 전년 대비 32% 증가했다.
제조 로봇 시장은 아시아 시장이 13% 감소한 것을 비롯해 유럽이 5%, 북미시장이 13% 감소하는 등 전반적으로 감소했다. 이 가운데에서도 중국, 일본, 미국, 한국, 독일 등 5개 국가의 로봇 시장이 전체의 73%를 차지했다.
2) 휴먼케어로봇 분야별 시장 현황 및 전망
서비스 현장의 비즈니스 모델을 바탕으로 한 로봇 적용 기술개발 및 보급이 필요하다.
인식, 조작, 이동, HRI 등 휴먼케어 서비스 로봇에 필요한 기술의 기능적 구현은 일정 부분 달성됐으나, 이러한 기술의 성능을 향상시켜 현장에 적용할 필요가 있다. 수요자의 요구를 바탕으로 한 비즈니스 모델을 먼저 파악하고, 이에 부합하는 휴먼케어 로봇의 개발 및 보급이 필요하다.
또한 고급 기술의 구현보다는 완성도 높은 기술개발 및 로봇을 통한 구현이 중요하다. 복잡하고 높은 수준의 기술을 탑재한 로봇의 현장 적용은 안정성이나 신뢰성 측면에서 어려움이 많이 존재하며, 가격 측면에서도 사업화에 어려움이 있다. 사람의 노동 대체, 감성적 지원, 신체적 지원 등의 영역에서 사람의 불편을 해소한다는 방향으로 완성도 높은 기술을 개발해 로봇에 탑재하고 구현하는 것이 사업화에 유리하며, 현장 중심, 사용자 요구 중심 및 기술적 완성도 중심의 휴먼케어 로봇 개발이 필요하다.
필자
한국산업기술평가관리원 이준석 로봇PD
한국생산기술연구원 이동욱 수석
