1. 2008. 1 C&I 13
배경
우리는 지난 2007년 11월 열린 성장동력 성과
전시회 및 로봇월드 ’07를 통해, 전세계에 우리나
라의 로봇기술의 현주소 및 산업발전상을 보여준
바 있다. 참여정부가 들어선 지난 4년간 차세대성
장동력사업, 21C 프런티어사업 등 굵직굵직한 정
부R&D 지원이 로봇분야에 집중되면서, 로봇선진
국인 일본, 미국에 비해 5년이상 뒤져있던 로봇기
술을 제고시킬 수 있는 절호의 기회를 갖게 되었
다. 현시점에서 기술, 산업적 측면에서 살펴보면
여러 가지 문제점들이 도출되고 있지만, 로봇산업
이 이제 막 걸음마를 시작한 유아기적 단계라고
볼 때, 보다 다양한 관심과 지속적인 지원을 계속
한다면, 2015년경, 우리나라는 세계 3대 로봇강
국으로 우뚝 서게 될 것이다. 본고를 통해, 우리
나라 로봇기술의 현황을 살펴보고, 앞으로 나아가
야 할 방향을 제시하고자 한다.
산업/제품적 현황
(1) 제품현황
로봇산업은 전후방 산업의 파급효과가 큰 산업
이라고 한다. 말 그대로 전방은 전쟁의 최일선을
담당하는 위치를 말한다. 즉 로봇산업이 성장하는
데 있어, 직접적인 영향을 주는 산업을 말한다. 말
하자면 앞에서 끌어주는 PULL산업이라 할 수 있
다. 당연히 제조용 로봇, 개인서비스용 로봇, 전문
서비스용 로봇 등 각종 로봇제품을 생산하는 산업
을 말한다. 그리고 이들 분야는 자동차, 조선, 반
도체, 디스플레이, IT부품 등 우리나라 5대제조산
업 분야를 망라해서, 가정용서비스로봇 등 가전산
업, 헬스케어 등 의료산업, 노인재활 등 복지산업,
교육/연구용 로봇 등 교육컨텐츠산업, 엔터테인먼
트 등 게임산업, 정보통신 로봇 등 IT산업, 국방로
봇 등 군수산업, 심해로봇 등 해양산업, 원전로봇
등 에너지 산업, 사회안전 로봇 등 보안산업 등 이
루 헤아릴 수 없을 정도로 거의 전산업 분야가 로
봇의 전방산업이라 할 수 있다. <그림 1 참조>
정부는 지금까지 이러한 전방산업의 육성을 위
해, 3년간 800억원 가까이 정부지원 R&D자금
(성장동력 305억, 프런티어 264억, 민군 및 차세
차세대 로봇 전략기술 현황 및 전망
고 경 철 / 선문대 제어계측공학과
kckoh@sunmoon.ac.kr
기 획 특 집 제어계측 각 분야별 기술 트렌드와 전망
2. 대신기술 등 231억원)을 지능형로봇분야에 지원
해 왔으며, 특히 개인용 및 전문용 서비스로봇 분
야에 집중투입(81%)하고 있다.
(2) 부품소재 산업
이러한 제품적 산업이 전방산업이라 하면, 로봇
산업의 후방은 말 그대로 후방에서 지원하는 보급
부대이다. 아무리 아이디어가 독창적이고, 수요를
창출하는 혁신제품이 설계되어도, 이를 뒷바침하
는 부품과 기술이 확보되지 않으면 소용이 없다.
따라서 로봇을 원하는 가격대에 소비자가 원하는
Spec으로 만들 수 있는 센서, 구동기, 감속기, 소
재 등을 공급하는 부품∙소재 기술이 로봇의 후방
산업의 핵심이라 할 수 있다. 마치 자동차산업에
서 자동차용 센서, 자동차용 모터, 자동차용 소재
등이 전체 자동차산업을 발전시키는 원동력이 되
듯이, 로봇용 센서, 로봇용 모터 등 로봇산업을
뒤에서 밀어주는 PUSH산업이 될 것이다. 특히
로봇을 보급하는 데 있어, 전방산업이 시장을 개
척한다면, 후방산업은 로봇의 시장 확대 역할을
하게 될 것이다.
원천/공통 기술 현황
먼저 로봇산업의 정체성을 알아본다. 구체적으
로 로봇이란 무엇인가? 단순하게 반도체와 같이
하나의 칩만으로 구성된 것도 아니며, PC처럼 정
적 시스템도 아니다. 오히려 외부세계에서 작동한
다는 측면에서 자동차와 가깝다. 그러나 단순하게
자동차산업의 외형의 특징을 갖추면서도, 분류는
IT산업으로 분류된다. 그 이유는 로봇의 3대기능
(지능, 정보, 제어) 중 2개(지능, 정보)가 IT기술이
기 때문이다. 따라서 로봇산업은 기계, 전기, 전
자, 컴퓨터공학 등 다양한 첨단기술이 유기적으로
결합되고, IT기술을 주축으로 한 MT산업, 즉 IT
와 MT가 융합된 산업이라 말할 수 있다. 또한 각
기술분야의 기술력 융합이 요구되며, 높은 수준의
지식기반을 필요로 한다. 로봇산업은 다른 분야도
그러하듯이 원천/공통 기술개발이 지속적으로 요
구되는 산업이다. 그러나 현재 정부지원 기술개발
사업은 제품화/응용기술개발에 치우친(60%) 경향
이 있다. 따라서 타산업에 비해 미흡한 기술축적
량의 제고와 소비자의 높은 기대수준을 따라잡는
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기 획 특 집 제어계측 각 분야별 기술 트렌드와 전망
그림 1. 지능형로봇의 전방산업
3. 로봇제품의 개발을 위해서는 앞으로는 원천/공통
기술에 대한 집중적인 투자가 필요하다.
차세대 로봇 전략사업
본고를 통해, 지능형로봇을 계속 육성하기 위
해, 금년부터 성장동력사업의 후속사업으로 추진
되는 차세대전략기술 사업을 소개하고자 한다.
차세대전략기술 개발사업은 지난 1월 산자부 전
략기술개발 4개분야 시범사업으로 차세대로봇분
야를 선정하여, 6대 중점전략기술을 중심으로 기
술개발사업을 전개하고 있는 사업이다. 로봇의 6
대 중점 전략기술은 <그림 2>와 같다.
(1) 플랫폼 및 SI기술
응용분야와 작동시나리오로부터 상품화기획을
거쳐 로봇의 제품적 형태가 설계되어지면, 이의
구현을 위해 기계, 전자, 제어 등 여러 기술이 복
합적으로 융합되는 시스템 통합기술을 필요로 한
다. 따라서 전자적으로 SW설계, HW설계, 모터
제어기술, 센서인터페이스, 마이크로프로세서 프
로그래밍 등 다양한 IT기술을 기반으로 한다. 기
계적으로는 기계설계, 해석기술, 모터선정, 기계
요소설계 등 정밀한 메커니즘 설계기술을 필요로
한다. 차세대 전략기술사업의 1차과제로 S/W플
랫폼과제를 선정(’07.10)하여, 2020년 로봇 S/W
플랫폼 시장의 30%를 확보한다는 전략으로 연간
약 30억규모의 5년과제로 추진될 예정이다.
(2) 센서 및 액추에이터 기술
로봇의 핵심부품으로는 시각센서, 공간인식센
서, 위치센서 등 센서와 구동모터, 모터드라이브,
감속기, 구동메커니즘 등 액추에이터, 운동제어
SoC, 정보처리SoC 등 로봇의 두뇌역할을 처리하
는 SoC로 분류된다. 현재 우리 로봇산업은 이러
한 핵심부품을 거의 해외에 의존하고 있다. 그러
나 로봇산업이 성장하는 큰 걸림돌 중의 하나는
바로 핵심 부품의 해외 의존성에 있다. 이러한 핵
심부품을 자체확보하지 못하면, 국가간 기술경쟁
에서 뒤쳐질 수 밖에 없다.
문제는 로봇부품 개발에 필요로하는 기술은 이
미 타분야에서는 범용기술이라는 점이다. 예를 들
면, 로봇시각센서인 로봇용 인공눈을 살펴보자. 이
차세대 로봇 전략기술 현황 및 전망
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그림 2. 지능형로봇의 6대중점 기술
4. 로봇용 인공눈은 크게 초저도 이미지센서, 소형 광
학계, 구동계로 이루어진다. 이는 이미 카메라업
체, 이미지센서업체, 광학업체 등이 확보하고 있는
기술이다. 그러나 문제는 기존 제품의 조합만으로
로봇센서로 활용할 수 없다. 크기, 성능, 가격면에
서 로봇센서가 요구하는 조건을 맞출 수 없기 때문
이다. 그렇다면, 이러한 업체들이 모여, 로봇용 전
용센서 개발 컨소시엄을 구성해야 한다. 특히 로봇
시장이 미성숙된 상태에서, 시장에 맡긴다면, 로봇
부품 컨소시엄은 요원하다. 따라서 국가가 나서서
로봇부품산업을 육성해야 한다. 이때 부품은 공히
어느 특정업체의 공유물이 아닌, 여러 수요기업에
공동으로 공급할 수 있는, 부품의 공용화가 이루어
져야 한다. 현재 진행중인 로봇부품 기술개발과제
로는 ’06년부터 추진중인 로봇용인공눈개발과제
와 ’07년에 신규로 선정되어 올해말부터 추진될
예정인 3차원 공간인식 센서 등이 있다.
(3)환경인식 기술
인간과 같이 두눈을 가지고 사물을 판별하는 기
술은 앞으로 10년 이후에도 완벽히 재현하기 어
려운 고난도의 기술이다. 따라서 당장은 제품형로
봇에 맞는 물체인식은 비전카메라의 2D기술과 레
이저 센서와 같은 3D측정기술을 결합하는 형태가
될 것이다. 즉, 바닥을 스캔하여 이물질을 판단하
며, 간단한 3차원 모델로 물체의 종류를 판단한
다. 로봇이 인간과 함께 생활하며, 인간을 보조하
고, 도움을 주기 위해서는 이러한 환경인식기술은
필수적이다. 차세대 전략기술사업에서는 ’06년
상세기획을 통해 개발로드맵을 수립하였으며, 향
후 이 기술의 실용화 및 보급을 위해 집중투자될
것으로 기대된다.
(4) 위치인식기술
사실 서비스로봇 제품의 시장확대를 가로막고
있고 있는 또 하나의 원인은 로봇이 임의의 공간
에서 위치를 판별하는 위치인식 기술이 아직 안정
화되고 있지 않기 때문이다. 비전을 기반으로 한
위치인식기술 등이 연구되고 있으나, 현재로선 인
공지능 기술의 비밀이 밝혀지지 않는 한 당장 실
현되기 어렵다. 제품형 로봇에서는 RF기반 위치
센서 등이 실내 GPS역할을 하며 실용적으로 위
치를 인식할 수 있을 것으로 보인다. 차세대 전략
기술 개발사업에서는 이러한 위치인식기술에 대
한 연구기획과제가 선정(’07.11)되어 수요조사 및
연구기획작업이 현재 추진 중에 있다.
(5) 조작제어 기술
인간과 같은 촉각, 역각 센서를 갖추고, 집안의
다양한 물체를 능숙하게 핸들링할 수 있는 서비스
로봇이 실용화된다면, 현재의 자동 진공청소로봇
수준에서 머물고 있는 홈서비스로봇 분야에 일대
혁명이 일어날 것이다. 물론 기술적 한계, 비용적
한계로 인해 아직 요원해 보인다. 이러한 기술이
구현되려면, 신소재 액추에이터, 다지손 메커니즘
설계, 다축협조제어, 역각제어, 학습형 파지제어
등 많은 원천기술이 확보되어야 한다. 이러한 기
술적 난관에도 불구하고 지능형로봇이 산업화에
성공하기 위해 필수적으로 넘어야할 난제이며, 향
후 적극적인 R&D투자와 역량집중이 필요한 분야
이다.
(6) 자율주행기술
자율이동기술은 크게 2족/다족 보행기술, 자율
경로계획 충돌회피, 지도작성 자율주행(SLAM)
등 다양한 환경에서 목표점을 향해 이동하는 기술
로 구성된다. 현재 센서 정보만 실시간으로 제공
된다면, 충돌회피 등 경로계획부의 구현은 어렵
지 않다. 문제는 한국의 주거공간에 맞는 문턱 승
월과 계단오르기 등 별도의 메커니즘의 추가가 필
요하다는 사실이다. 그러나 현재 제품형 로봇에서
사람의 다리나, 동물의 다리형태를 지닌 족보행능
력을 부여하는 것은 가격면에서나 기술적으로 아
직 시기 상조로 보인다. 오히려 주거공간을 로봇
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기 획 특 집 제어계측 각 분야별 기술 트렌드와 전망
5. 이 이동할 수 있도록 램프를 설치하는 등 개조하
는 것이 더욱 현실성 있어 보인다. 중요한 것은 이
러한 제품형 기술 또한 집중적 투자로 확보되어야
할 기술이며, 3-4년내에 제품으로 적용될 수 있
는 수준이 되도록 기술력을 집중해야 할 것이다.
맺는말
지금까지 알아본 현황과 분석을 기반으로, 차세
대 로봇이 산업적 성장하기 위해 국가정책적으로
추진해야 할 사항을 정리해 본다.
(1) 로봇산업은 제조업을 바탕으로 한 IT산업으
로서, 꾸준한 기술축적이 요구되어지는 산업이다.
따라서 산업적 역량이 오랜기간 확보된 기업이 시
장에서 경쟁력을 가질 수 있다. 따라서 기존의 제
조기술을 보호하는 측면에서 전통의 제조업에서
로봇관련 사업으로 사업전환할 수 있는 기업환경
을 정부가 조성하는 것이 필요하다.
(2) 로봇산업에서 경쟁력을 갖기 위해서는 핵심
부품의 확보가 필수적이다. 단순 조립, 아웃소싱
만으로는 제품의 경쟁력을 가질 수 없기 때문이
다. 그러나 앞에서도 언급하였듯이, 부품소재산업
은 시장이 성숙되었을 때, 투자가 가능하다. 이러
한 모순을 해결하기 위해, 정부가 로봇용 부품소
재 산업을 적극 투자하는 것이 중요하다.
(3) 로봇산업은 지식집약적 산업으로 고부가가
치화를 창출할 수 있는 산업이다. 결국 로봇산업은
원천기술의 발전없이는 성장할 수 없는 미래형 산
업이다. 꾸준한 원천기술에 대한 투자가 이루어져
야한다. 특히 막대한 연구자금이 필요한 로봇기술
의 속성상 리스크 분담의 차원에서 전략적으로 정
부차원의 R&D 지원이 절실한 분야 중 하나이다.
(4) 로봇산업은 생산자의 하드웨어적 연구와 수
요자의 소프트웨어 중심의 연구가 동시에 전개되
어야 성장이 가능한 시장통합형 산업이다. 또한
시장과 기술이 모두 미성숙된 산업이다. 그렇다고
기술적 성숙으로 시장이 열리기만 기다릴 수 없
다. 워낙 막대한 기술개발자금이 들어가기 때문이
다. 그렇다고 시장적 성숙으로 기술개발 투자를
기대할 수 없다. 워낙 시장자체가 없기 때문이다.
따라서 로봇산업은 다른 산업과는 달리 시장과 기
술개발이 동시에 열려 발전할 수 있는 산업으로
봐야한다. 이를 위해 정부차원의 수요창출을 위한
시범사업의 전개 등이 절실히 요구된다.
(5) 로봇산업의 경쟁력은 이제 국가경쟁력이다.
그만큼 로봇산업에 연관된 전후방 파급효과가 매
우 크기 때문이다. 기술적인 면에서도 거의 모든
공학기술이 복합적으로 연결되며, 응용적인 측면
에서도 전 산업분야에 파급될 수 있기 때문이다.
세계시장에서 우위를 점하는 국가가 산업의 주도
권을 쥐게 될 것이며, 따라서 국가적 전략으로 투
자해야할 대표적 전략산업이다. 극한 기술경쟁 시
대에서 우리나라가 3대 산업강국으로 우뚝 서려
면, 로봇산업을 하나의 산업으로 보지말고, 국가
적 관점에서 육성해야 하는 이유가 여기에 있다.
차세대 로봇 전략기술 현황 및 전망
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참고문헌
[1] 차세대로봇 전략기술 개발사업 제안서, 2006.10.27
[2] 제2차 로봇산업포럼 R&D혁신팀 발표자료, 2007.2
[3] 차세대로봇 전략기술 시범사업 계획서, 2006.11
[4] 지능형로봇 로드맵보고서, 2007.3
[5] 전략기술개발사업 추진계획, 산업자원부, 2007.7
[6] 차세대로봇전략기술 지원기관 운영(안), 2007.7
[7] 지능형로봇 평가워크샵 결과보고서, 2007.9
[8] 차세대 로봇을 위한 물체인식 기술개발, 2007.10
필자약력
� 전 LG산전 로봇개발실장(2003~2007)
� 전 산자부 차세대성장동력 지능형로봇사업단 기술위원장
(2004~2007)
� 현 산자부 전략기술지원단 차세대로봇 R&D효율화위원장(2007)
� 현 선문대학교 교수
