모바일(이동형) 로봇 최근 동향

주간기술동향 2014. 4. 2.

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모바일(이동형) 로봇 최근 동향*

1. 모바일(이동형) 로봇 개요

◈ 자율 또는 반자율 방식으로 이동하는 모바일 로봇

○ 모바일 로봇은 외부환경을 인식하고, 상황을 판단하여 자율적으로 이동하거나 또는 원

격 제어를 통한 반자율 방식으로 이동하며, 특정 환경에서 미리 짜여진 프로그램에 따

라 사람이 하기 힘든 일이나 단순작업을 요하는 일을 처리할 수 있는 능력을 가진 로봇

을 포괄

- 이동 메커니즘은 바퀴, 캐터필러(무한궤도) 등을 채택하여 굴러다니거나, 동물이나

사람을 모방하여 4 족 혹은 2 족 보행을 하거나 드론과 같이 비행하는 형태 등 다양

- 기능면에서는 진공 청소나 창고 관리 같은 단순 기능형부터 외형이나 기능면에서 인

간에 가까운 로봇, 인간과 함께 작업하거나 또는 인간의 노동력을 완전히 대체할 수

있는 형태, 해저 탐사 등 극한 작업용, 군사용 등 다양한 설계가 가능

◈ 일부 응용 분야 제품은 이미 보급중이나 대부분의 분야에서는 상용제품 개발 진입 단계

* 본 내용과 관련된 사항은 산업분석팀(☎ 042-710-1112, [email protected])으로 문의하시기 바랍니다. ** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 NIPA의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.

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<자료>: Gartner, 2013. 7.

(그림 1) 모바일 로봇의 기술진화 단계

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45 정보통신산업진흥원

○ 애완동물 로봇, 잔디 깎기 로봇, 청소 로봇 등 일부 응용 분야 제품은 이미 보급중이나

시장 잠재력이 있는 많은 분야에서 상용 제품 개발 단계

- Gartner 의 Hype Cycle 내 모바일 로봇의 위치는 5~10 년 후에 제품 생산이 안정화

단계에 접어들 것으로 표시되고 있으나 이는 다양한 응용 분야에 대한 평균을 반영

2. 기술/시장 환경 및 주요 동향

◈ 기술 환경: 요소 기술 축적으로 상용화 촉진

○ 전술한 모바일 로봇의 개념을 고려하면 객체를 인식하고(감지기술), 스스로 상황을 판

단하며(인공지능), 그에 따라 작업 위치로 이동해서 주어진 일을 처리하는(동작기술) 기

술 등이 핵심 요소기술

○ 모든 로봇 동작의 기반이 되는 감지(sensing) 기술1): MEMS 기반의 고정밀 초소형 센

서들이 본격 상용화

- 가속도, 이미지, 소리, 자세, 압력, 온도 등 대부분의 센서가 손톱보다 작은 반도체 형

태로 제작되면서 로봇 탑재 가능 센서의 종류와 수량이 크게 증가→가용 정보의 비

약적 증가→감지의 정확도 향상

※ 와세다 대학이 개발한 Twendy-one 의 경우 손바닥에 241 개의 분포형 압력센서가 있어

손으로 잡은 물건의 크기는 물론 부드러움까지 감지

○ 인공지능: 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅 발전을 기반으로 로봇 두뇌 진화

- 2012 년 6 월 Google 은 데이터 센터를 활용, 16,000 개의 CPU 코어와 10 억 건 이

상의 데이터를 연결 처리하는 모델을 도입, 1,000 만 장의 유튜브 동영상 이미지 중

고양이를 구분해 내는 인공신경망을 개발했다고 발표

- 사람이 입력한 특정정보에 부합하는 이미지를 찾아낸 것이 아니라 표준 기계 학습

방식으로 인공 신경망이 스스로 이미지에 이름을 붙여 분류하게 함으로써 고양이라

는 개념을 정의

○ 자율적 동작: 정밀 제어가 가능한 초소형 모터와 다양한 유형의 액추에이터 상용화로

인간과 유사한 동작까지 구현할 정도로 발전

1) 감지기술, 인공지능, 동작기술 등은 LG경제연구원 자료(100년된 꿈 로봇 시대가 열리고 있다. LG Business Insight, 2014.1.1.) 참조

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- 최근 인간의 근육과 흡사한 액추에이터도 개발되고 있으며, 이를 기반으로 사람 수준

의 유연성을 갖춘 인간형 로봇(휴머노이드)들이 등장

※ 미국 DARPA 주최 Robotics Challenge에서 경연하는 로봇들은 차량 운전, 울퉁불퉁한 지

형통과, 각종 장애물 치우기, 사다리 오르기, 도구 사용 등 고난도 동작 수행(후술 참조)

○ HRI(Human-Robot Interaction) 기술: 로봇이 사용자 의도를 판단하고, 적합한 반응과

행동을 수행함으로써 인간과 의사소통 및 상호협력을 가능케 하는 인식-판단-표현 기술

- 2011 년 6 월, ETRI 와 일본로봇산업협회(JARA)가 공동으로 제안한 “인간-로봇 상

호작용 서비스 기반 기술”이 국제표준으로 채택

◈ 시장 환경 및 분야별 사례

○ 일부 모바일 로봇은 가정, 재난 현장 등에 활용되며 이미 일상생활 속에서 공존

- 청소 로봇, 반려용 로봇 등이 많은 가정에 보급되고 있으며, 재난 현장에서도 활용

※ 국내에서도 삼성전자, LG전자, iRobot 등 많은 업체가 청소로봇 시장에서 경쟁하고 있고,

일본 원전 사고 당시에도 모바일 로봇 활용

○ 틈새시장에서 벗어나 다양한 분야에서 활용 가치 모색

- 모바일 로봇은 군사, 장난감 및 취미 등 전통적인 틈새시장에서 벗어나 가사 지원,

교육, 의료/재활, 물류, 국방/재난, 해양/환경 등 다양한 분야에서 시장에 실질적인 가

치를 제공하기 시작하는 단계로 나아가기 시작

○ 가사지원 분야: 현재 청소로봇이 대표적이나 일본 와세다 대학, 영국 Dyson 등이 요리

는 물론 냉장고 식품 정리 등을 수행할 수 있는 가정부 로봇 개발 전개

<표1> 가사지원 모바일 로봇 예

구분 내용 제품 예

청소로봇

- 거실 등 마루 청소, 창문 청소 등을 지원 - iRobot, 삼성전자, LG전자, 유진로봇, 마미로봇 등 국내외적으로 많은 기업

들이 청소로봇을 판매하고 있으며, 중국의 ECOVACS는 창문 청소 로봇인 Winbot 개발, 판매(400달러)

가정부 로봇

- 청소는 물론 각종 요리와 식품정리, 빨래 등 가사를 지원해 주는 로봇 - 와세대 대학은 인간형 로봇(TWENDY-ONE)을 2015년 상용화 목표 - Dyson은 와세다 대학교 로봇 박사진과 함께 사람의 음성을 인식해서 가사

일을 지원해 주는 로봇 개발 팀 구성. 또한 영국 임페리얼 런던 대학교의 로봇 센터에 500만 파운드(한화 약 87억 원)를 지원

- 국내에서도 한국과학기술연구원(KIST)등 10개 연구기관이 참여, 개발하고 있는 주방 로봇 '씨로스(CIROS)'가 각종 주방 일을 잇달아 성공시키면서 매년 성능 개선

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○ 교육/의료/업무 지원 분야: Double Robotics, VGo Communications 등이 영상통신 지

원 기능을 갖춘 모바일 로봇을 개발, 기존의 고정식 영상회의 시스템이 줄 수 없는 상

호작용을 통해 다양한 분야에서 부가가치를 제공

- 이들 로봇은 실내 공장 내에서의 근무 환경 시찰, 사무실 등에서의 빈번한 회의 등에

자유롭게 장소를 이동하며 참여할 수 있고, 교육 현장이나 병원 등에서도 활용 가능

<표 2> 영상통신 지원 모바일 로봇 예

Double Robotics의 Double

VGo Communications의 VGo

Anybots의 QB AvatarInTouch Health/iRobot

의 RP-VITA

- Double Robotics, VGo Communications, Anybots, InTouch Health/iRobot 등이 유사한 유형의 제품 개발 - 프랑스의론 알프스 지역에서는 등교하지 못하는 학생 대신 로봇을 수업에 참여케 하는 로봇 학생 사업을 추

진중. 올 9월부터 2년 동안 시범 도입한 뒤, 프랑스 전역으로 확대한다는 계획(MBC, ‘14.1.24) - 미국에서는InTouch Health와 iRobot이 공동 개발한 `RP-VITA ̀로봇을 미국 내 1,000여 개 이상 병원

에서 활용. 의사가 PC로 로봇에 접속하면 로봇이 환자의 방까지 스스로 이동, 의사는 PC 화면으로 환자와 면담하고 데이터 확인. 로봇이 환자를 만질 수는 없지만 간호사가 곁에서 보조 역할(전자신문, ‘13.11.18)

<자료>: 각사 홈페이지, 각종 언론 자료

○ 물류 지원 분야: 무인 헬기를 이용한 다양한 배송 실험들이 성공적으로 전개

- Amazon 은 2013 년 12 월, 주문 30 분 내에 구매자 집 앞까지 배송을 완료하는 무인

기 ‘Amazon PrimeAir’를 2015 년까지 개발할 예정이라고 발표

※ Amazon 은 현재 세계 100개 이상의 물류창고를 가지고 있으며, 택배 물량의 86%가 5파

운드 이내 제품으로 무인기 도입이 택배 서비스 업계에 획기적인 전환점이 될 것으로 예측

- 독일 우편 서비스 업체인 Deutsche Post DHL 도 2013년 12월 소형 무인기‘Parcel

Copter’를 이용하여 라인강을 가로질러 소포를 운반하는 실험 성공

- Domino’s 는 2013 년 6 월 영국에서 ‘DomiCopter’라는 소형 무인기로 피자 배달 실

험 성공

- Google 은 무인자동차와 휴머노이드 로봇을 이용한 무인 택배 서비스 추진

※ Google 은 약 7 년 전부터 무인자동차를 적극적으로 준비. 또한 2013 년 하반기에만 8 개

로봇 기술 벤처 인수하는 등 로봇 분야에 적극 투자하고 있으며, 이중에는 2013 년 12 월

Darpa 주최 재난로봇경연대회 1 차 대회에서 우승한 로봇 개발사 Schaft 도 포함

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<표 3> 물류 분야에서의 모바일 로봇 활용

Google의 무인자동차 Amazon PrimeAir DHL의 parcelcopter Domino의 DomiCopter

미 연방항공청(FAA)은 2017년까지 상업용 무인 헬기가 1만 대에 이를 것으로 예상


<재난 대응 휴머노이드 로봇 개발의 촉매가 된 후쿠시마 원전 사고>

- 2011년 3월, 일본 대지진에 이은 후쿠시마 원자력발전소 사고로 고농도 방사능 오염 기체 대량 유출 - 정확한 사태 파악 등을 위해 로봇을 현장에 투입하고자 하였으나 사람을 대체할 능력이 있는 로봇 부재로

결국 도쿄 전력의 직원이 투입되었고 이들은 결국 치명적인 암에 걸려 사망 - 이 사건을 계기로 미 국방성 산하 국방첨단과학기술연구소(DARPA)는 휴머노이드 로봇을 만드는 세계 모든

로봇공학자들을 대상으로 거액의 상금을 내건 재난로봇경연대회 프로젝트 추진 - 2012년 10월 24일 시작. 2013년 12월 20~21일 1차 경연 대회에 이어 2014년 12월 최종 경연 대회

가 예정되어 있으며, 최종 우승 팀의 우승 상금은 200만 달러 ※ 1차 경연에서는 Google에 인수된 일본 Schaft사 로봇이 최고점 취득

- 경연에서는 다음 8가지 임무 수행을 평가: ① 차량 운전(차량에 탑승한 로봇이 장애물을 통과하여 목적지까지 운전, 하차하여 목표건물 전방 도착), ② 울퉁불퉁한 지형통과, ③ 사다리 오르기, ④ 건물 입구의 잔해 치우기, ⑤ 문 열고 들어가기, ⑥ 벽 뚫기(드릴을 이용하여 벽면에 설치된 삼각형 제거), ⑦ 밸브 잠그기, ⑧ 호스 연결(한쪽의 호스 노즐을 다른 쪽 소화전內와 이에 연결)

○ 국방/재난대응 분야: 국방 분야는 모바일 로봇이 가장 활발하게 연구, 개발되고 있는

분야이며, 여기서 개발된 제품들이 최근 민간용으로 적극 전환되고 있는 추세. 사람이

접근하기 힘든 위험, 재난 현장에서도 활용

- 국방 분야에서는 폭탄제거 등 위험 임무, 정찰이나 무인공격 등에 사용되고 있으며,

무인비행기(드론, drone)는 그 중 대표적인 제품

<표 4> 국방/재난대응 분야에서의 모바일 로봇 활용

Northrop Grumman의 Global Hawk/X-47b

Schaft의 schaft 일본후쿠시마 원전 사고시 활용된 iRobot의 PackBot(좌)과 Honeywell의 T-hawk(우)

- Northrop사의 무인정찰기 Global Hawk는 국내에서도 도입논의가 있으며 X-47b는 항고모함용 무인전투기 ※전장에 투입된 무인기는 2012 년 기준 세계 51 개국에서 1,378 종이 개발되었으며, 이중 178 종이 현재

활동. 공격용 무인기시장은 2012 년 66 억 달러 규모에서 2022 년 114 억 달러까지 상승 전망(신동아, 2013. 11. 25)

- 재난 현장용 로봇의 경우 일본의 후쿠시마 원전 사고를 계기로 최근 휴머노이드형 로봇 개발 활기


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- 재난 현장의 경우, 예를 들어 일본 원전사고 당시 iRobot 의 Packbot 과 Honeywell

의 T-hawk 활용

○ 해양/환경 분야: 극지방이나 심해저 탐사, 기상 연구, 생태계 조사, 환경 감시 등의 분

야에서도 활용

- 미 항공우주국(NASA)은 지상 약 2 만km 상공에 무인기를 띄워 대기 상황을 관찰하

고 있고, 알래스카주립대는 무인 헬기로 바다표범 생태계 조사

- 중국은 11 차 5 개년 계획기간 동안 극지과학조사에 사용되는 빙설면(氷雪面) 모바일

로봇 및 저공비행이 가능한 로봇 시제품 개발에 성공

- 세계야생동물보호기금(WWF)은 2012 년 말부터 인도와 네팔에서 호랑이와 코끼리,

코뿔소 등의 밀렵 감시에 무인기를 활용

- 국내에서도 예를 들어 지난 해 7 월 해저자원 채광로봇(미내로)의 시험에 성공하는

등 다양한 분야에서의 활용을 목적으로 개발 활동 전개

<표 5> 환경/해양 분야에서의 모바일 로봇 활용

드론을 이용한 WWF의 밀렵 감시 중국의 남극 빙붕 탐사로봇 ‘극지만유자(極地漫游者)’ 해저자원 채광로봇 미내로

- Northrop사의 무인정찰기 Global Hawk는 국내에서도 도입논의가 있으며 X-47b는 항고모함용 무인전투기 ※전장에 투입된 무인기는 2012 년 기준 세계 51 개국에서 1,378 종이 개발되었으며, 이중 178 종이 현재

활동. 공격용 무인기시장은 2012 년 66 억 달러 규모에서 2022 년 114 억 달러까지 상승 전망(신동아, 2013. 11. 25.)

- 재난 현장용 로봇의 경우 일본의 후쿠시마 원전 사고를 계기로 최근 휴머노이드형 로봇 개발 활기


◈ 시장 규모: 급격한 성장이 예상되는 서비스 로봇 시장

○ 세계로봇연맹(IFR)에 따르면, 세계 서비스 로봇 시장 규모는 2007 년 22.3 억 달러 규

모에서 2012 년 46.5 억 달러 규모까지 확대

- 전체 로봇 시장 내 서비스 로봇 비중도 2007 년 28%에서 2012 년 35%로 확대

※ 서비스 로봇 시장 전망(2012→2016 년, 출하대수, 만 대): 전문(1.6→9.5), 개인(200→

2,200)

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◈ 주요국 로봇 정책 동향

○ 미국, EU, 일본 등 선도국을 중심으로 로봇 기술개발 및 산업육성을 위한 적극적 진흥

정책 발표와 지속적 정부 투자

○ 미국은 기존 국방로봇 중심에서 제조업 부흥 및 일자리 차원에서 로봇을 재인식하고,

연구개발 분야를 국방·우주에서 기타 서비스 로봇으로 확대

- 국방로봇ㆍ원천기술력을 활용하여 Co-Robot 산업화에 7,000 만 달러를 투자하는

National Robotics Initiative(NRI) 추진

※ Co-Robot: 기존 제조용 로봇과 달리, 인간과 함께 일하며 인간의 능력을 증대시킬 수 있

는 로봇

○ EU 는 회원국 간 협업을 통해 요소기술 개발에 집중

- 프레임워크 프로그램(FP)을 통해 전문서비스 및 사회안전 분야 투자에 집중

○ 일본은 경제산업성과 대기업이 주축이 되어 제조업용 로봇 기술경쟁력을 바탕으로 간

병 등 생활지원서비스로봇 시장 선점에 집중

- 로봇 안전성 이슈에 대비한 ‘생활지원 로봇 안전검증센터’ 운영을 통해 안전성 국제

표준·인증체계 선점에 주력

※ 국제표준화기구(ISO)는 2014 년 2 월 1 일, 생활 지원 로봇(Personal care robot)의 안전에

관한 국제 표준화 규격(ISO 13482)을 정식 발행. 동 규격은 생활지원로봇의 안전(충전지

로봇 형식, 전자파 간섭, 내구성, 환경 감지, 기능 안전 등)에 관한 국제 표준 규격으로 일

본 경제산업성과 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO)가 주도

<자료>: KEIT, 2014.1.(원소스: World Robotics 2013(IFR: International Federation of Robotics, '13.9)

(그림 2) 세계 로봇 시장 추이

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○ 국내에서도 2003 년에 10 대 차세대성장동력 산업으로 지능형로봇산업을 선정한 이래

2005 년 지능형로봇산업 비전 및 발전전략 수립, 2012 년 로봇 미래전략(2013~2022)

수립 등 로봇산업 진흥을 위한 다양한 정책 전개

- 2013 년 말부터 산업통상자원부에서는 향후 5 년 간 로봇산업 정책의 청사진이 될

‘제 2 차 지능형로봇 기본계획’을 준비

- 2014 년 2 월 미래창조과학부가 발표한 13 대 집중 육성 분야(미래성장동력: 9 대 전

략산업+4 대 기반산업) 중 9 대 전략산업에도 인텔리전트 로봇 포함

3. 맺음말

◈ 다양한 수요처 개발로 시장 확대가 기대되는 모바일 로봇

○ 세계적으로 많은 기업들이 모바일 로봇의 상용화를 위한 적극적인 수요처 개발 활동을

전개

- 모바일 영상회의와 저가 센서의 보급 등을 배경으로 향후 5 년 동안 모바일 로봇의

응용 분야는 청소는 물론 보안 경비, 방문객 맞이 등 다양한 분야로 확대될 전망

- 또한 제조, 포장, 창고 관리 및 자재 관리 분야에서도 모바일 로봇의 사용이 빠르게

성장할 것으로 예상

- 장기적으로, 모바일 로봇은 사람을 안전하게 이동시키는 등의 일을 포함해서 가사 지

원 및 교육, 물류, 의료 기능 지원, 재난대응 등 다양한 영역에서 활용 범위를 넓혀갈

것으로 기대

◈ 시장 선점을 위한 중장기적 계획 수립 및 추진 필요

○ 모바일 로봇 분야에서 국내 기업은 아직 두각을 나타내지 못하고 있는 실정

- 2014 년 2 월 미국 로봇전문매체 Robotics Business Review 는 2014 년에 주목해야

할 로봇기업 50 개사(The 50 Robotics Companies to Watch in 2014)를 선정. 이중

23 개사(46%)가 모바일 로봇을 주력분야로 하고 있음2)

※ 상기 기업은 혁신성, 획기적인 애플리케이션, 상용화 성공 혹은 성공 가능성 등을 기준으로

선정

2) http://www.roboticsbusinessreview.com/article/the_50_robotics_companies_to_watch_in_2014

주간기술동향 2014. 4. 2.

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- 상기 23 개사 중 미국이 16 개사로 압도적으로 많고, 일본과 스위스, 독일, 캐나다,

영국, 프랑스, 러시아가 각각 1 개 기업을 리스트에 올리고 있으나 국내 기업은 전무

○ 국내 기업들이 향후 열리게 될 시장을 선점하기 위해서는 기존 산업과의 융합을 통해

모바일 로봇의 활용이 필요한 수요처를 적극 발굴하고, 그에 따른 기술/제품을 개발해

나가야 함

- 국내의 경우 범정부 차원의 대규모 ‘로봇 시범 보급 사업’을 통해 공공 분야의 수요

를 바탕으로 로봇 수요를 견인하고 제품 완성도 제고해 온 것이 사실

- 다만 보다 큰 시장을 창출하고 국내 기업이 글로벌 기업으로 성장하기 위해서는 공

공분야 외에 민간부분의 수요 기반을 적극적으로 개발하는 한편 글로벌 수요 확보

방안도 필요

◈ 모바일 로봇 시대에 대비한 제도 정비도 준비해야 할 시점

○ 본문에 기술한 모바일 로봇 기업들의 최근 행보를 보면 그리 멀지 않은 미래에 도로에

는 무인자동차가 다니고, 하늘에는 택배 등을 이유로 무인헬기가 떠다니며, 안면인식

등의 기능이 있는 무인경비 모바일 로봇이 학교, 쇼핑센터, 호텔, 경기장, 선착장, 공항

등 다양한 영역에서 범죄 예방을 이유로 불특정 다수를 감시하는 시대가 도래할 전망

○ 이러한 시대에 대비하여 무인헬기 등 다양한 분야에서 활용이 예상되는 모바일 로봇에

대한 안정성 등을 고려한 제도 정비를 점진적으로 준비해야

- 미국 연방 항공청(Federal Aviation Administration: FAA)은 2013 년 12 월 30 일

무인기 상용화를 위한 시험장 운영기관으로 3) 알래스카대학 등을 선정했으며, 오는

2015 년 말까지 상업용 무인기 가이드라인을 마련한다는 방침

- 일본은 경제산업성과 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO) 주도로 생활 지원 로봇

(Personal care robot) 분야의 안전에 관한 국제 표준 책정 주도

3) 24 개주 25 곳을 대상으로 선정 심사를 한 결과 알래스카대학, 네바다주, 뉴욕 그리피스 국제공항, 노스다코다상무부, 텍사스주

A&M대학, 버지니아텍 등 6곳을 선정(http://www.faa.gov/news/updates/?newsId=75399)

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