일본의 상용화 사례분석 중심의 개인형 지능로봇 시장동향
일본은 세계 1위의 로봇생산국으로 전 세계 수요의 60%를 공급하고 있으며, 일본 정부도 6대 성장산업의 하나로 로봇을 지정 관련기술 개발을 추진 중이다. 단계적 목표는 ‘2006년 공공기관의 안내, 경비 등 수행로봇의 실용화 - 2010년 의료, 복지, 우주 등 로봇적용 확대 - 2020년 자동차산업과 같이 기간 산업화’다.
본 내용에서는 일본의 상용화 사례분석 중심의 개인형 지능로봇 시장동향에 대해 살펴보도록 하겠다. ㅣ편집자 주ㅣ
지속적인 확장 추이를 보이고 있는 로봇시장
한국정부는 10대 차세대 성장동력사업 중 하나로 지능형 로봇을 지원하고 있다. 지능형로봇 기술은 신소재, 반도체, 인공지능, IT, BT, NT 등이 결합된 첨단기술과 기계, 전기, 전자, 제어의 전통기술의 복합체이다.
IFR(International Federation Robotics)은 로봇시장을 전문용(Professional Use) 로봇시장과 개인용(Personal/Domestic Use) 로봇시장으로 구분하고 있으며, 2003년에 약 2만대가 판매된 전문용 서비스로봇이 2007년까지 약 7만5,340대가 현장에서 활용될 것으로 전망하고 있다.
세계적인 생산현황은 다음과 같다.
현재 국내 로봇시장 중, 개인용 로봇시장 규모는 2002년 300억원에 불과했지만, 2005년 현재 840억원대로 예상되고 있다. 산업자원부에 따르면 2010년에는 6조원대로 성장(연평균 성장률 40%)할 것으로 예상하고 있다. 한국의 경우 국내에서는 대기업을 중심으로 가사도움용 로봇개발이 주를 이루고 있으며, 해외의 경우 인간과 동일한 활동이 가능하며, 인간의 각종 활동을 지원할 수 있는 휴머노이드 로봇(높은 지능과 인간 같은 움직임을 가지고 인간에게 보다 많은 도움을 줄 수 있도록 고안된 로봇) 형태로 개발방향이 전이되고 있는 것으로 판단된다.
본 내용은 전 세계 수요의 60%를 차지하고 있는 일본시장의 개인용 지능로봇의 최근 상용화 사례를 중심으로 로봇시장의 추이를 파악하여 보았다. 본 내용에서 파악한 사례는 총 9가지로 2005년 이후를 중심으로 사례를 도출하였다.
일본의 로봇상용화 사례 분석
· Case 1. Hitachi
Hitachi(www.hitachi.com)는 최근 토끼형 로봇을 사용한 대화형 인터페이스 기술을 발표하였다.
동 로봇은 Multi-modal 대화기술(음성인식, 화자인식)에 기반한 AV 기기 및 방송의 채널선택/조작의 인터페이스 기술을 제공하고 있다.
토끼형 로봇의 경우 다음의 기기로 구성되어 있다. 음성인식용 마이크로폰 8개, 눈 부문에 화자인식용 카메라, 음성합성용 스피커, 즉 화자(사용자)를 인식하여 인식한 사용자에게 적합한 방송의 채널을 추천하고, 이를 화자의 음성(좌/우)에서 따라 채널을 선택 시청이 가능하도록 한다.
또한 사람의 활동을 인식하여, 인식하고 있던 사용자가 시야를 벗어나면 채널 방영을 중단하고, 사용자가 돌아오면 자동으로 채널을 재생하게 된다. 또한 HDD에 저장한 프로그램이나 EPG의 조작도 음성명령에 의하여 조작이 가능하다.
현재 Hitachi이 기술은 데모형으로 향후 3년 이내에 실용화를 목표로 기술을 개발중에 있다. 현재로서는 음성인식 및 화자인식 부문에 오류가 다소 발생하는 것으로 알려지고 있다.
· Case 2. Sony
소니(www.sony.co.jp)의 신형 AIBO(ERS-7M3) 모델이 출시되었다.
사용자의 얼굴이나 이름, AIBO 자신의 이름 등에 대한 인식능력에 부가하여 사용자와의 커뮤니케이션 능력이 향상되었다. 기존 200어휘 정도의 사용이 1,000어휘로 증가되었으며, AIBO에 장착되어 있는 CMOS 카메라로 사진을 찍어 AIBO 스스로 일기를 쓰는 ‘AIBO Photo Diary’ 기능이 추가되었다.
AIBO 엔터테인먼트 플레이어 버전2를 이용하여 AIBO의 활동상황(AIBO의 음성 및 화상의 인식상황, 기분상태 등)을 파악할 수 있다. 이는 무선 랜(IEEE802.11b)을 활용하게 된다.
음악파일의 재생이 가능하고, 기존 www 서버기능 및 TCP/IP 프로토콜 스택을 탑재함으로써 AIBO는 인터넷상에 산재한 정보를 취득, 송신 가능하였으나, 여기에 추가적으로 취득정보를 소리 내어 읽어주는(예 : 뉴스 등) 기능이 추가되었다.
그리고 부재중에 집을 지키는 기능이 추가되었다. 부재중에 ‘집지킴 Mode’를 설정해두면, 동체나 얼굴, 음성을 파악하여 사진과 음성으로 자동적으로 기록한다.
또한 사용자의 화상과 음성을 PC로 확인하거나, 외출시 메일로 수취가 가능하다. 주목할 점은 AIBO의 경우 자율 모드시 음성인식 반응이나 자세변화 속도를 빠르게 하고, 장애물 회피, 화상인식 속도가 개량되고 있다는 점이다.
· Case 3. TMSUK
TMSUK(www.roborior.com)은 최근 TMSUK은 부재중에 집을 지키는 로봇을 총 3,000대를 백화점을 중심으로 판매를 개시하였다. 가격은 29만4천엔이다.
주목할 점은 로봇의 디자인을 부각시킨 점으로 가정의 실내 분위기와의 조화를 우선시하고 있으며, RGB LED를 사용하여 다양한 색감을 표현하고 있다.
작동은 실내에 이상을 감지하면 휴대전화(FOMA)를 통하여 사용자를 연결하여, 실외에서 실내의 모습과 음성을 확인하거나 유료로 연계된 경비회사의 경비원을 호출할 수 있다. 외부에서 휴대전화 접속시에는 비밀번호나 등록한 전화번호 이외는 거부하는 보안기능을 적용하였다.
또한 커뮤니케이션 기능을 탑재하여, 외출 중 화상전화의 이용이 가능하다.
· Case 4. Secom
Secom(www.secom.co.jp)은 최근 순회감시로봇인 Robot X를 출시하였다. Robot X는 노면에 설치한 가이드라인을 따라 이동한다.
이동 중 카메라나 센서가 침입자를 확인하게 되면, 내장 무선랜을 사용관제실에 알리고, 이와 동시에 침입자에게 라이트를 붉게 점멸시키는 동시에 음성(‘누구냐? 무엇을 하고 있느냐?)과 연막으로 위협하게 된다.
연막의 경우 옵션으로 월정액(1,000엔)으로 사용할 수 있다고 한다.
또 다른 기능으로는 출입자 확인기능으로써, 예를 들어 주차장의 입구나 시설의 문에 Robot X를 상주시키고, 내방자나 출입한 차를 체크하는 동시에 인식센서를 통하여 내방자의 진행방향을 파악하여 내방자, 퇴근자 등에게 안내인사(‘어서 오세요’ ‘조심히 다녀오세요’)를 제공할 수 있다.
또한 차의 넘버나 입퇴자의 화상을 기록하는 것이 가능하다. 이는 월정액 30만엔에 제공되며, Secom은 경비인력의 24시간 공용 비용보다 저비용임을 강조하고 있다.
·Case 5. Murata
보조바퀴가 없이 2륜 자전거를 타는 로봇이 개발되어 ‘CEATEC JAPAN 2005’를 통하여 시연되었다.
Murata(www.murata.co.jp)가 선보인 이 로봇은 신장 약 50cm, 무게 약 5kg의 작은 바디에 자세 제어기기를 채택하여, 2륜 자전거를 타고 정지하거나 역주행이 가능하다. 머리에는 카메라, 가슴에는 초음파센서, 자이로스코프 센서 2개, 쇼크센서 등의 장비를 탑재하였다.
작동, 즉 자전거 운행의 경우 자이로스코프 센서가 좌우의 경사를 확인하면, 전진하고 있을 때는 핸들조작으로 정지하고 있을 때는 Flywheel(가슴 부문의 원형에 탑재)로 밸런싱을 유지한다.
즉, 바퀴를 회전시키고, 가/감속시에 발생하는 토오크를 역으로 작용하게 한 것이다.
또한 운행 노면에 요철이 많을 경우 쇼크센서를 통하여 자동으로 주행속도를 감속시키게 된다.
그리고 장애물 발견시에는 가슴부의 초음파 센서를 활용 부딪치기 직전에 멈추게 된다(자동차의 Back Sonar와 동일한 기술임).
주목할 점 중 하나는 본 로봇의 경우 문(Gate) 출입시 MTC 모듈(무선인증 시스템)에 와이어리스 키(Wireless Key)을 휴대시켜 문의 입/출입에 활용하게 된다.
본 로봇은 무선랜을 통하여 컨트롤 PC와 데이터를 교환하면서 경로는 트래킹하게 된다.
· Case 6. Toshiba
도시바(www.toshiba.co.jp)는 2004년 로봇 ApriAlpha의 블루투스를 이용 홈 네트워크를 소개하며 관심을 끈 바 있다.
이는 로봇을 사람과 가전의 인터페이스 자체로 개발하는 것으로, 예를 들어 TV 채널의 경우 사용자가 ‘Apri. 채널 6을 보기를 희망한다’라고 언급하면 음성인식에 의하여 원하는 채널을 보여주고, Top New의 경우 읽어 주기 기능을 시행한다. 이와 동시에 가정 내 모든 가전기기에 대한 조작을 대행하여 준다. 가전기기는 블루투스로 서로 접속되어 있고, ApriAlpha는 Upnp에 대응, 네트워크에 유선 접속되어 있다.
2005년에 발표된 ApriAlpha_V3는 본체 상부에 설치된 6개의 마이크로폰으로 전 방향에서의 소리를 확인할 수 있다. 예를 들어 사람의 목소리(질문)가 들리면, 사람의 소리가 나는 방향으로 회전하여, 소리에 대하여 응답(대답)하여 준다.
이는 여러 사람의 대화를 구분하는 기능으로써 향후 동 기술의 응용 서비스 형태를 지속적으로 출현시킬 것으로 예상되고 있다.
또한 특정인의 입고 있는 옷의 색이나 무늬를 입력시켜 두면 시각센서를 통하여 지속적으로 특정인을 따라다니며 서비스(인식, 추종)를 제공하는 기능까지 포함하고 있다.
동 부분의 경우 도비사는 ‘Face Pass’, 즉 얼굴을 읽어 얼굴자체를 인식하는 생체인식 기술을 적용/조합시켜, 향후 의료나 엔터테인먼트 부문에 기술적용할 계획임을 밝히고 있다.
· Case 7. ZMP
ZMP(www.zmp.co.jp)는 최근 가정용으로 개발된 인간형 직립보행로봇 ‘nuvo’의 일반 판매를 개시했다.
현재의 nuvo는 원격조작만 가능하며, 가사를 돕는 등의 실용기능은 탑재되어 있지 않다. 주로 오락용도로 발전할 것으로 예상되고 있으며, 향후 PIM 기능 등 실용기능의 탑재가 예상되고 있다. PIM 기능으로는 Ubiquitous Entertainment社의 온라인 PIM 서비스 ‘UBIMEMO’와 nuvo를 연계시키는 개발이 진행되고 있다. UBIMEMO의 경우 최근 버전 1.5를 발표하였다. FOMA900i/io1i 시리즈에 적용되는 동시에 506i 시리즈나 700i 시리즈에도 일부 대응한다. 또한 자동으로 음악, 게임, 디지털상품, 뉴스 등을 업데이트 하기도 한다.
· Case 8. KDDI
KDDI(www.kddi.com)와 IP는 블루투스 대응 휴대폰으로 로봇을 조작할 수 있는 Brew Application ‘au 휴대폰 로봇 컨트롤러’를 개발했다. ‘au 휴대폰 로봇 컨트롤러’는 IP가 개발한 직립보행로봇 ‘블루투스 로봇’을 무선으로 컨트롤할 수 있는 Brew Application으로 블루투스 기능을 탑재한 ‘W21T’ 전용 어플리케이션이다.
조작은 전용 서버로부터 이 어플리케이션을 휴대폰에 다운로드하여 로봇과 블루투스로 접속하여 실행한다. 또한 옵션 동작을 별도로 다운로드하여 추가할 수 있으며, 로봇에 부속된 PC용 소프트웨어로 액션의 구성이 가능하다.
· Case 9. KAWADA, 일본산업기술 종합연구소, Kawasaki 공동개발
KAWADA(www.kawada.co.jp), Kawasaki(www.khi.co.jp), 일본산업기술종합연구소(www.aist.go.jp) 는 현재 실환경에서 인간과 같은 활동을 할 수 있는 HRP-3(Prototype)이 개발중이다.
시장 160cm, 체중 65kg이며, 복잡한 작업이 대응 가능하도록 인간과 같은 동작이 가능하도록 제작되고 있다. 외장의 경우 방진/방적성을 유지함과 동시에 내부 열의 배기가 가능하도록 하드웨어가 구성되고 있다. 또한 지평면과 같은 동일한 면 상이 아닌 오르막과 같은 불규칙 면을 손으로 몸체를 지지하며 동작이 가능하다. 이는 자율제어로 원격 Hybird 전신조작 기술에 의존하고 있다.
향후 지능형로봇의 진화 동향
지금까지 총 9가지 사례를 살펴보았다. 사례 분석을 통해 시사점과 향후 전망을 요약하면 다음과 같다.
① 현재 Specialized Robot, 즉 보안, 집안일, 엔터테인먼트 부문은 상용화가 진행되고 있다.
② 상용화가 진행되는 부문(Specialized Robot)에 무선 랜, 블루투스 등의 기능이 활용되고 있으며, 로봇의 제어기구로써 휴대단말이 활용되고 있다.
③ 인간의 행동과 유사한 휴머노이드 로봇의 개발이 진행되고 있으며, 이를 위하여 자율제어, 수평동작과 같은 인간의 특성화된 활동을 지원하고 인간과 대화가 가능하도록 사용언어의 수준이 부가(Sony AIBO의 경우 기존 200어휘 정도의 사용이 1,000어휘로 확장됨)되고 있으며, 이와 동시에 생체인식과 같은 개별 사용자에 대한 인식기술이 개발되고 있다.
즉, 가정 내 홈 네트워크 시스템과 연계해 발달하고 있는 Specialized Robot의 경우, 일본뿐만 아니라 한국도 상용화 단계직전에 도달하고 있는 것으로 보이며, 이러한 Specialized Robot의 특징은 이동통신 네트워크뿐만 아니라 가정 내 타 기기와의 데이터 교환을 위한 근거리 무선통신 기술(블루투스, UWB, 지그비 등)이 결합되고 있다는 특징을 갖고 있다.
이러한 Specialized Robot의 진화는 인간의 행동과 유사한 휴머노이드로 진화되고 있으며, 가정, 교육, 오락 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 보인다.
