미국의 세계미래학회(WFS; World Future Society)는 21세기 첫 10년간 인류생활을 획기적으로 변화시킬 10대 기술 가운데 하나로 지능로봇(Smart Robot)을 선정했고, 일본 도쿄대에서도 2020년경 지능로봇 자체 시장은 자동차산업 규모보다 클 것으로 예상하고 있다.
이미 로봇선진국이라 일컫는 미국과 일본, 그리고 유럽에서는 이 시장을 잡기 위해 쉼 없는 연구가 진행 중인데, 본지에서는 간단하게나마 이들의 움직임을 읽어보도록 하겠다.
▶자료출처 : 부천로봇포럼·부천대학 “부천시 로봇산업전략 및 기술지도” 발췌
주요선진국의 육성정책 및 기술동향
◆미국
미국은 1997년 이후 일본 주도의 로봇산업에 대응하기 위해 상·하원에서 로봇 및 지능기계발전조치의 입법화를 추진하고 있다.
로봇 및 지능기계협력위원회(RIMMC; The Robotics and Intelligent Machines Cooperative Council)에서 지능기계협력 컨소시엄(IMCC)을 조직하여 산업계 및 연방정부가 향후 5년간 1억불의 기술개발 자금을 지원할 계획으로, RIMCC는 연구소와 대학이 연계하여 로봇이 사회에 제공할 이익에 대한 비전 등을 연구하여 500개 업체, 대학 및 연구소가 유기적인 네트워크로 구축되어 있다.
또한 건설, 농업, 광산, 건강보조 등의 기존 시장과 가사, 방범, 교통 등 신규시장에서 로봇 관련 연구를 증진시키고 있다.
로봇산업에서 미국은 인간 대역뿐만 아니라 영화촬영용 동물로봇, 가사보조용 로봇에서 우주탐사용 로봇에 이르기까지 다양하게 산학연구계가 특성화된 영역에서 기술개발을 추진하고 있다.
연구소 및 대학을 중심으로 해서는 특수용도의 핵심기술을 개발하고 개발된 핵심기술 중 시장수요가 있는 기술은 기업체로 이전하여 상품화를 시도하고 있으며 기업체는 핵심기술을 이어받아 노약자, 간호보조용, 청소용 혹은 보안용 로봇 등 생활에 도움을 줄 수 있는 지능로봇을 상품화하여 판매하고 있다.
학교와 연구소에서 진행되는 대표적인 인간형 지능로봇연구로서 미국 MIT의 AI Lab.에서는 인간의 인지과정을 모사하고 이를 이해하기 위한 플랫폼으로서 인간형 로봇 COG를 개발하고 있다.
또한 1990년대를 ‘뇌의 십년(Decade of the Brain)’으로 부시대통령이 선포함으로써 인간 뇌의 지능을 로봇시스템에 적용한 기술개발이 이루어지고 있다. 한편 국방성의 DARPA를 중심으로 Carnegie Mellon, MIT 등 대학의 기초연구를 지원하여 산업용 로봇뿐만 아니라 복지 박물관 안내 및 오락용 지능로봇이 개발되고 있다. 그 예로 Carnegie Mellon 국립박물관 Dinosaur홀에서 방문객들에게 영상 및 음악을 제공하는 이동형 지능로봇 Sage를 개발했으며, MIT 대학에서는 애완용 지능로봇 Yoppy를 개발하였다.
미국은 제조업 등의 비활성화와 고용효과의 감소라는 인력 중시 정책의 특성상 몇몇 분야를 제외하고는 로봇연구가 답보 상태에 머물렀으나 항공, 우주, 군사와 같은 특수 분야의 기술력은 타의 추종을 불허할 정도의 우수한 첨단기술을 가지고 있다.
로봇분야의 연구인력과 기술력은 세계적인 수준이며 전반적인 기초연구가 매우 활발히 이루어지고 있으며, 이 분야의 연구비 총액은 약 일본의 10배 정도로 추정된다. 향후 로봇연구가 가속화되기 위해서는 기초 과학 분야의 뒷받침이 필수적인데 미국은 기초 과학분야에서 높은 기술수준을 보유하고 있으며, 이와 같은 기술력을 바탕으로 차세대 로봇개발을 시도하고 있고, 특히 재활용 로봇, 의료용 로봇 등의 서비스로봇 분야에서 집중적인 기술개발을 시도하고 있다.
미국 iRobot社에서 개발한 iRobot-LE 로봇은 경비, 애완동물 돌보기, 보모감시, 노인보호 등의 용도로 개발되었다. 데스크 탑 컴퓨터에 대응되는 기능을 보유하고 있으므로 경우에 따라서 가정에서 컴퓨터로 사용될 수 있으며, 이동기구를 이용하여 계단이나 문턱과 같은 장애물을 회피할 수 있는 능력이 있다. 그러나 외형이 인간친화적이지 않고 로봇의 지능적인 측면은 현재 초기단계로 주로 웹을 기반으로 원격 조작할 수 있는 로봇으로 개발되었다.
네트워크와 브라우저를 통하여 원격지에서도 로봇을 조작할 수 있으며 로봇이 위치하는 장소의 화상을 전송하는 기능을 가지고 있다. 하지만 가정용으로 사용하기에는 아직까지 동작시간이 짧고 충전시간이 긴 단점이 있다.
한편 Cye-SR은 실용적인 면을 바탕으로 청소, 우편배달, 커피배달 등 가정이나 사무실에서 사용하기 위해서 개발된 로봇으로 이것은 현재 $900 정도에 판매하고 있으나 용도가 제한되어 있다는 단점이 있다.ㅁ
◆일본
전 세계 산업용 로봇의 60%를 보유하고 있는 일본은 1970년대부터 기술개발, 보급, 산업기반 육성 등을 전략적으로 추진하고 있으며, 강력한 기반기술과 요소기술을 토대로 기존의 산업용 로봇시장 외에도 신규시장 창출을 위한 선도적인 로봇 기술개발에 정부가 적극적으로 투자하고 있다.
일례로 통산성주도의 ‘극한작업로봇’ 프로젝트, ‘인간형로봇’ 프로젝트(1998~2002) 등을 진행하고 있으며, 2001년 경제산업성은 일본이 로봇분야에서의 선두주자를 목표로 하는 ‘21세기 로봇챌린지’ 중장기 계획을 발표하였다.
한편 혼다는 독자적으로 이미 인간형 로봇 P3와 ASIMO 개발을 위해 10년간 총 2000억 원의 연구비를 투입하였고, 이를 기반으로 로봇의 실질적인 적용을 시도하는 프로젝트에 2000년 기준 약 1000억 원의 연구비를 투입하고 있다. 산업용 로봇분야의 세계시장 규모는 약 60억불이며 연간 성장률이 10%대로 유망한 산업이다. Fanuc, 야스카와, ABB 3대 로봇제작사가 총 시장의 30% 이상을 점유하고 있고, 가동 중인 산업용 로봇의 수는 65만대로 추정되고 있다.
비제조업용 로봇은 특정 로봇공급 업체보다는 해당 분야의 기존 산업체들을 중심으로 로봇사업을 전개하고 있다. 건설용 로봇의 경우는 건설시공업체인 가지마 건설, 다케나가 공무점 등이, 통신성 보수로봇의 경우는 NTT가 로봇 사업을 전개하고 있으나 시장 형성단계로 아직 경쟁체계가 구축되어 있지 않은 상태이다.
또한 애완용 로봇과 축구로봇을 통하여 로봇의 마인드를 확산시키고 있다. 소니, 혼다, NEC, Matsushita, 미쓰비시, Omron 등의 대기업을 비롯한 수많은 기업들이 거대시장을 예상하고 개인용 로봇시장 공략을 개시하고 있는 상태이다.
이들이 개발하는 로봇 분야는 완구용 로봇부터 인간형 로봇에 이르기까지 매우 다양한 형태를 지니는데, 혼다의 2족 보행로봇은 신문, 방송 등의 대중매체에서는 거의 매일 로봇관련 소식을 보도함으로써 일상생활 속에서의 로봇에 대한 저변확대를 꾀하고 있다.
일본 로봇공업회는 2010년경 개인용 로봇의 수요가 급증하여 향후 로봇시장을 주도할 것으로 예측하고 있으며, 개인용 로봇 중 가정용 로봇수요가 가장 많을 것을 예측하고 있다. 정부 주도하의 집중적인 연구개발과 투자로 로봇기술의 효시인 미국을 앞지르며 과거 20여 년 동안 산업용 로봇에서 세계 제1위의 로봇강대국으로 자리 잡으면서 로봇분야의 많은 요소기술과 기반 산업을 육성 보유하고 있다.
산업용 로봇의 한계를 극복하기 위해 차세대 로봇개발에도 지속적으로 집중적인 투자를 하고 있으며, 산업용 로봇의 고급화를 추진하고 있다. 또한 대기업들의 주도하에 이미 차세대 로봇 시제품과 제품을 양산하고 있다. 강력한 정부주도와 대기업 중심의 거대 프로젝트를 통하여 대규모 차세대 로봇의 개발을 추진하고 있으며, 대기업 차세대 로봇의 개발을 추진하고 있으며 대규모 컨소시엄을 통하여 개발하고 차세대 로봇 중에서 개인용 로봇개발에 연구를 집중하고 있다.
하지만 일본이 가지고 있는 최대의 약점은 창의적인 분야의 로봇기술 개발이 부족하다는 점이다. 이것은 일본 사회가 가지고 있는 경적성에 의한 것으로 판단되는데 창의적 기술은 차세대 로봇산업의 가장 큰 성공요인으로 작용할 것으로 사료된다.
새로운 기술을 도출하여 새로운 분야의 로봇을 설계하는 것이 아니라, 현재 개발된 기술을 화룡 조합하여 먼저 제품으로 구체화하는 전략으로 새로운 분야의 로봇을 개발하고 있다.
또한 인간형 로봇을 본격적으로 활용하기 위하여 신뢰성 기술을 개발하고 있으며, 이것은 혼다와 소니를 중심으로 하여 상품화를 시도하고 있으며, 2족 보행로봇개발 분야에 있어서는 세계에서 독자적인 기술을 보유하고 있는 상태이다. 산업용 로봇의 표준화를 주도함으로써 표준화 기술을 주도하고 있다.
◆유럽
EU에서는 EUREKA, ESPRIT, BRITE, TELEMAN 등의 산학연 협동연구가 대규모로 실시되고 있으며, 1996년부터 독일 국립정보기술센터와 스위스 제네바대학 등 10개 연구기관의 협력 아래 시각을 구비한 지능형로봇을 개발하는 VIRGO 계획을 추진 중이다.
독일 프라운호퍼연구소에서는 척추수술 등 섬세하고 정밀한 움직임에 적합한 외과수술용 로봇을 개발 중이며, 영국 다이슨社는 센서를 이용해 의자나 책상 등 장애물을 피해 다니며 청소할 수 있는 자동 주행형 청소로봇 개발(‘99. 12) 중이다.
스웨덴의 린셰핑대학은 사람의 혈액 속에서 간단한 수술 등 작업가능한 길이 0.5mm, 폭 0.25mm의 초소형 로봇을 개발하였다. 스위스대학 신경정보학 연구소에서는 인공지능기술 개발을 위한 시각 칩 및 청각 칩 등을 개발 중에 있다.
해외 정부정책의 추진 현황
◆미국
1997년 이후 일본 주도의 로봇산업에 대응하기 위해 상·하원에서 로봇 및 지능기계발전조치의 입법화를 추진하며, 국가차원의 전략적 종합계획 수립을 통하여 기초/응용 연구와 인프라 구축 등에 대규모 투자 및 국가적 이니셔티브를 준비 중이다.
또한 에너지성이 주축이 되고, 국방성, NASA, DARPA 등이 협력하여 구성된 로봇 및 지능기계 협력위원회(RIMMC; Robotics and Intelligent Machines Cooperative Council)에서는 지능기계 협력컨소시엄(IMCC)을 조직하여 산업계 및 연방정부가 향후 5년간 1억불의 기술개발 자금을 지원할 계획이다. RIMCC는 연구소와 대학이 연계하여 로봇이 사회에 제공할 이익에 대한 비전 등을 연구하여 500개 업체, 대학 및 연구소가 유기적인 네트워크로 구축되었다.
NASA에서는 극한 환경하에서의 자율로봇에 대한 연구를 수행하며, DARPA를 중심으로 한 군사관련 연구기관에서는 전투를 위한 자율로봇 연구를 수행 및 지원하고 있다.
자율로봇 개발을 위해 일본과의 협력 정책을 조인하고, 1990년대를 ‘뇌의 십년(Decade of the Brain)’으로 부시대통령이 선포함으로써 인간 뇌의 지능을 로봇시스템에 적용한 기술개발이 이루어지고 있다.
◆일본
일본정부는 ‘Made in Japan 6대 성장산업’으로 로봇을 선정하고 있다.
정부 주도하의 집중적인 연구개발과 투자로 로봇기술의 효시인 미국을 앞지르며 과거 20여년 동안 산업용 로봇에서 세계 제1위의 로봇강대국으로 자리잡으면서 로봇 분야의 많은 요소기술과 기반 산업을 육성 보유하고 있다.
산업용 로봇육성 및 발전을 위해서 정부 및 민간의 협력으로 세계 1위 로봇산업 국가로 발전하였다. 일본정부는 비제조업 분야의 로봇연구, 개발에 대해 미국과 유럽 등 기술선진국의 추격에 대비해 다양한 정부주도의 로봇 연구개발 프로그램을 시행하고 있으며, 국가차원의 전략적 종합계획 수립을 통하여 기초/응용 연구와 인프라 구축 등에 대규모 투자 및 국가적 이니셔티브를 준비 중이다.
통산성의 주도하에 ‘극한작업로봇’ 프로젝트, ‘인간형로봇’ 프로젝트(1998~2002) 등을 진행. 2001년 경제산업성은 일본이 로봇분야에서의 선두주자를 목표로 하는 ‘21세기 로봇 챌린지’ 중장기 계획을 발표했다.
지난 2001년에는 21세기 로봇챌린지 프로그램 계획을 발표하여 로봇분야에서의 선두주자를 목표로 하는 중장기 계획을 실행중이며, 2006년 공공기관의 안내, 경비 등 수행로봇 실용화, 2010년 의료, 복지, 우주 등 로봇적용 확대, 2020년 자동차 산업과 같이 기간산업화를 목표로 하고 있다. 이를 위한 로봇관련법 정비 및 정부주도의 로봇수요 발굴 및 조달지원, 국제표준화 전략 추진 중이다.
◆EU
EUREKA, ESPRIT, BRITE, TELEMAN 등의 산학연 협동연구를 지원하고 있다.
주요 해당분야 경쟁국가의 현황 및 동향 요약
◆미국
전 세계 수요의 10%를 보이며, 세계 2위의 로봇생산국인 미국은 로봇기술을 Watch-out 대상 기술로 분류·운영하며, 제조업 등의 비활성화와 고용효과의 감소라는 인력중시 정책의 특성상 몇몇 분야를 제외하고는 로봇연구가 답보 상태에 머무른 상태다.
그러나 항공, 우주, 군사와 같은 특수 분야의 기술력은 탁월하고 우수한 첨단기술을 보유했으며, 수준 높은 연구인력, 기술력 및 기초과학 연구를 바탕으로 차세대 로봇개발을 시도. 특히 서비스로봇 분야에 집중적인 기술개발을 시도하고 있다.
최근 MIT의 10대 기술 중 로봇디자인, 뇌-기계간 인터페이스, 자연어 처리의 로봇기술 3개가 차지(MIT의 AI Lab.의 인지과정을 모사 이해하기 위한 플랫폼으로 COG 개발)했고, 인공지능과 Robot Soldier, Space Humanoid Robot, 의료/재활 서비스로봇의 개발 중심에 있다.
군사, 우주, 보안 분야의 연구개발 확충 및 기초연구 고도화 및 실용화에 국가연구개발 프로그램의 일관된 추진을 진행하고 있는 이들은 기술규격의정립, 내환경성과 신뢰성 개발목표를 제시, 미 국방성 산하 연구소(DARPA) 및 미 국립과학 재단을 통하여 기초연구지원 체계를 구축, 미국의 로봇분야 연구개발투자는 일본의 10배로 추정(예 : Carnegie Mellon의 박물관 안내용 로봇 Sage, MIT 대학의 애완용 지능로봇 Yoppy)하고 있다.
산학 연계의 중소전문 업체 중심(예 : Evolution Robotics, IS-Robotics)으로 연구소 및 대학은 특수 용도의 핵심기술을 개발하여 시장수요가 있는 기술은 기업체로 이전하고 기업체는 핵심기술을 상용화하여 생활지원 지능로봇을 상품화하여 판매하고 있다.
인간-컴퓨터 상호작용 기술은 미국의 전 대학, 특히 CMU의 HCII(Human Computer Interaction Institute)를 중심으로 활발한 연구가 진행 중이고, 심리학 전문가와 공학 전문가들이 함께 참여하는 프로그램을 구축, 어린아이가 외부의 자극에 반응하는 상호작용 원리를 모델링하여 제시하고 있다.
이미 지능형로봇의 한 사례로서 iRobot사의 청소로봇 Roomba는 시장에서 성공한 모델로서 인정받고 있다.
◆일본
전 세계 수요의 60%를 공급하고 있는 일본은 세계 1위의 로봇생산국이며 사용국이다.
Sony, Honda, NEC, Toshiba 등의 대기업 주도의 개인용 로봇중심 연구개발이 활발한 상태로, 기반기술 연구개발 촉진 및 리스제도, 특별 세금 감면 혜택, 융자/대출제도 확립이 진행 중이다.
또한 혼다는 독자적으로 이미 인간형 로봇 P3와 ASIMO 개발을 위해 10년간 총 2000억 원의 연구비를 투입하였고, 이를 기반으로 로봇의 실질적인 적용을 시도하는 프로젝트에 2000년 기준 약 1000억 원의 연구비를 투입하고 있다.
산업용 로봇 분야의 세계시장 규모는 약 60억불이며 연간 성장률이 10%대로 유망한 산업이다. Fanuc, 야스카와, ABB 3대 로봇 제작사가 총 시장의 30% 이상을 점유하고 있고, 가동중인 산업용 로봇의 수는 65만대로 추정된다.
비제조업용 로봇은 특정 로봇 공급 업체보다는 해당 분야의 기존 산업체들을 중심으로 로봇사업을 전개하고 있다.
건설용 로봇의 경우는 건설시공업체인 가지마 건설, 다케나카 공무점 등이, 통신선 보수로봇의 경우는 NTT가 로봇사업을 전개하고 있고, 소니, 혼다, NEC, Matsushita, 미쓰비시, Omron 등의 대기업을 비롯한 수많은 기업들이 개인용 로봇시장 공략을 개시하고 있다.
일본은 ATR 연구소를 중심으로 인간의 동작, 기구학, 동력학 모델링, 시각과 청각을 이용한 상호작용 기술들의 개발을 위해 대규모 과제를 수행 중이고, 로봇의 동작보다는 사람과 상호작용을 유연하게 하기 위한 핵심기술의 개발에 치중하고 있다.
대규모 컨소시엄을 통하여 개인용 로봇개발에 연구를 집중하고 있지만, 일본이 가지고 있는 최대의 약점은 차세대 로봇산업의 가장 큰 성공요인인 창의적인 분야의 로봇기술 개발이 부족하다는 점이다.
새로운 기술을 도출하여 새로운 분야의 로봇을 설계하는 것이 아니라, 현재 개발된 기술을 활용 조합하여 제품으로 구체화하는 전략으로 개발하고 또한 인간형 로봇을 본격적으로 활용하기 위하여 신뢰성 기술을 개발하고 있으며, 이것은 혼다와 소니를 중심으로 하여 상품화를 시도하고 있으며, 2족 보행로봇 개발 분야에 있어서는 세계에서 독자적인 기술을 보유하고 산업용 로봇의 표준화를 주도함으로써 표준화 기술을 주도하고 있다.
◆EU
IST(Information Society Technologies)의 5번째 중점과제로 2002년부터 멀티모달 인터렉션 인지모델의 정의를 위한 COMIC(Conversational Multimadal Interaction with Computers) 과제를 수행 중이다.
EUREKA, ESPRIT, BRITE, TELEMAN 등 산학연 협동연구를 대규모로 실시하며, 독일 국립정보기술센터와 스위스 제네바대학 등 10개 연구기관의 협력 아래 시각을 구비한 로봇을 개발하는 VIRGO 계획 추진 중이다.
또, 독일 프라운호퍼 연구소는 외과수술용 로봇을 개발 중이며, 영국 다이슨社는 센서를 이용해 의자나 책상 등 장애물을 피해 다니며 청소할 수 있는 자동 주행형 청소로봇을 개발(’99. 12) 중이다.
스웨덴의 린셰핑 대학은 사람의 혈액 속에서 간단한 수술 등 작업가능한 길이 0.5mm, 폭 0.25mm의 초소형 로봇을 개발하였고, 스위스 대학 신경정보학 연구소에서는 인공지능기술 개발을 위한 시각 칩 및 청각 칩 등을 개발 중에 있다.
