KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 물류로봇의개요 물류로봇의개념및적용분야 ( 개념 ) 물류센터, 공장등에서 IoT 기술과자율주행등로봇기술및학습을통한환경 상황인식, 스케쥴링등인공지능기술의융합을통한물류효

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1 물류로봇기술동향및향후전망 l 저자 l 김경훈 PD / KEIT 지능형로봇 PD 실 김재홍그룹장 / ETRI HMI 연구그룹 최영호본부장 / KIRO 필드로봇연구본부 SUMMARY 온라인쇼핑급증에따른비제조환경물류로봇중심의성장 2016 년 ~ 2019 년예상판매대수기준으로물류로봇은전문서비스로봇의 53% 를차지하여전문서비스로봇중 가장유망한분야 2015년기준아시아태평양 (40.5%), 유럽 (32.2%), 북미 (24.7%) 순으로시장규모를형성하고있으며전세계적으로고른성장세가예상되나, 물류로봇의생산지비중은북미 (81.1%), 아시아태평양 (10.7%), 유럽 (8.1%) 순으로북미편중현상이심함온라인쇼핑의급증에따라 2015년기준제조환경대비제조환경물류로봇비중은각 17.9%, 82.1% 에서 2019년에는약 10%, 90% 정도로비제조환경물류로봇의비중이지속적으로증가할것으로예상 시사점및정책제언 온라인쇼핑의급증으로물류센터에서의물류로봇채택이크게증가할것으로예상되며, 인력부족문제에대한 대응및물류센터의효율향상을위해 24 시간무인작업이가능한물류로봇이물류기업에의해요구되고있음 국내외전문로봇업체에서는병원, 요양원, 호텔등의수요에기반하여건물내물류를처리하는로봇을 상용화하였으며앞으로대형건물에서의물류로봇적용시도가늘어날것으로예상됨 미래물류로봇수요에대응하기위해서는다양한종류와특성을가지는물품의인식및파지와관련된기술개발이절대적으로필요함. 특히물류센터에존재하는수천 ~ 수만종의물품의종류및위치 / 자세에대한정밀한인식과이들물품을대상으로피킹 (Picking) 작업을수행하기위한파지장치및파지를위한학습기술개발을중점추진할것을제언함

KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 17-7 1.

2 KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 물류로봇의개요 물류로봇의개념및적용분야 ( 개념 ) 물류센터, 공장등에서 IoT 기술과자율주행등로봇기술및학습을통한환경 상황인식, 스케쥴링등인공지능기술의융합을통한물류효율향상을목적으로하는로봇시스템으로물품의포장 분류 적재및이송과정에주로활용 * 본리포트에서는물류이송을위한드론, 무인트럭 / 밴에대한내용은다루지않음 - ( 중요성 ) 구글, 아마존, DHL 등세계적기업들이물류혁신을위한로봇기술을도입하고있으며, 물류효율이각국의산업경쟁력을좌우하는등물류산업이미래핵심산업으로등장 ( 적용분야 ) 물류센터, 공장물류, 병원 요양원 호텔등대형건물에서의물류이송, 재고관리등 상하역로봇 고정형 / 모바일피킹로봇 선반이송로봇, 피커추종로봇 배송드론 배송트럭 / 밴 재고관리로봇 라스트마일배송로봇 대형건물물류로봇 본리포트에서다루어짐 본리포트에서다루어지지않음 그림배경출처 : Robotics in Logistics: A DPDHL perspective on implications and use cases for the logistics industry, 2016, DHL Trend Research 그림 1. 물류로봇의유형및본리포트포함범위 46 한국산업기술평가관리원

3 ISSUE 2 2. 시장현황및전망 세계시장현황및전망 세계시장현황및전망 년 ~ 2019년예상판매대수기준으로물류로봇은전문서비스로봇의 53% 를차지하여전문서비스로봇중가장유망한분야 ( 출처 : IFR 2016) - 물류로봇은 2015년 7.8억불 (1.9만대) 규모에서 2016년 ~ 2019년 53.3억불 (17.5만대) 규모로연평균 22.6%(36.3%) 고성장이예상되며, 2019년의시장은 2015년대비판매대수기준약 340%, 시장규모기준약 220% 성장예상 년기준제조환경대비제조환경물류로봇비중은각 17.9%, 82.1% 에서 2019년에는약 10%, 90% 정도로비제조환경물류로봇의비중이지속적으로증가할것으로예상 * 제조환경물류로봇 : 공장물류로봇, 비제조환경물류로봇 : 물류센터, 병원 대형건물 요양원등에서의물류이송로봇 - 물류로봇의대당판매가격은 2019년약 27,000달러로 2015년가격 41,000달러의 70% 이하수준으로하락할것으로예상 판매대수 ( 천대 ) 제조환경물류로봇 2.16/ 3.41/ 대수 ( 천대 )/ 비중 17.1% 17.9% 비제조환경물류로봇 10.41/ 15.52/ 대수 ( 천대 )/ 비중 82.9% 82.1% 시장규모 ( 백만달러 ) 대당판매가격 ( 달러 ) 40,236 41, ~ (25.9) (35.3) (48.1) (65.6) 20.65/11.8% (4.0/ (4.7/ (5.5/ (6.5/ 15.6%) 13.4%) 11.5%) 9.8%) 154/88.2% (21.7/ (30.4/ (42.5/ (59.5/ 84.4%) 86.6%) 88.5%) 90.2%) 5,325 (955) (1,171) (1436) (1,760) 30,429 (36,879) (33,172) (29,838) (26,839) CAGR (36.3%) (17.3%) (39.9%) (22.6%) (-7.8%) 출처 : IFR 2016 ( 로봇신문사자료에서재인용, 괄호안은 IFR 의자료로부터추정 ) 표 1. 물류로봇세계시장규모 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 47

4 KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 17-7 시장규모 ( 만 ) 대 가격 ( 천 ) , ,436 1, 출처 : IFR 2016 의자료를기초로자체작성 ( 대당가격은시장규모및판매대수로부터추정 ) 그림 2. 물류로봇세계시장규모및단위가격 판매대수제조환경비제조환경 그림 3. 유형별물류로봇판매대수 ( 단위 : 천대 ) 48 한국산업기술평가관리원

5 ISSUE 2 국내시장현황 국내시장동향 - 국내물류로봇시장규모는 2013년 66억원에서연평균 13.1% 성장하여 2018년에는 126억원에달할것으로전망 ( 출처 : 한국로봇산업진흥원, 2015) - 이전망치는국내물류로봇시장이제대로형성되지않은현재시장규모를기준으로예측한것으로국내물류업체들이물류로봇의도입에적극적이기때문에실제국내물류로봇시장규모및성장률은이보다더높을것으로예상 * 2014년국내물류시장은총매출이 91.7조원이었으며, 글로벌물류경쟁력순위는 2007년 25위에서 2011년 ~2014년 21위로상승하였음. 국내대형물류기업들은물류프로세스의혁신을위해물류로봇도입을적극준비중 3. 관련제품및기술동향 물류로봇관련제품및기술동향 물류로봇의사업화는크게공장 / 물류센터물류로봇과병원, 요양원등대형건물물류로봇제품으로추진중 년기준아시아태평양 (40.5%), 유럽 (32.2%), 북미 (24.7%) 의순으로시장규모를형성하고있으며전세계적으로고른성장세가예상되나, 물류로봇의생산지비중은북미 (81.1%), 아시아태평양 (10.7%), 유럽 (8.1%) 순으로북미편중현상이심한편 Hikvision( 중국 ) Swisslog ( 스위스 ) MiR( 덴마크 ) Clearpath Robotics( 캐나다 ) CIMCORP( 캐나다 ) Amazon Robotics( 美 )Locus Robotics( 美 ) 6 River Systems( 美 ) GreyOrange Robotics( 인도 ) 파타소닉 ( 日 ) Aethon( 美 ) Savioke( 美 ) CJ 대한통운 코어벨 유진로봇 엔티로봇 공장 / 물류센터물류로봇 병원, 요양원, 호텔물류로봇 그림 4.] 물류로봇제품개발및사업화동향요약 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 49

KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 17-7 물류센터 /

유통 / 전자상거래 / 대형마트, 반도체 / 전자 / 자동차 / 항공, 가구업체등 - ( 목적 ) 주로오더피킹 *

80% 가수작업형태로운영 ) - ( 기능 ) 자율주행, 피커추종, 다중로봇운영최적화, WMS (Warehouse

3만대이상의로봇설치 2015년에일본오므론 (Omron) 에서인수 6RS(6 River Systems) ( 미국 )

6 KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 17-7 물류센터 / 공장물류로봇관련기업현황및특징 ( 해외 ) - ( 시장 ) 대부분의기업이물류센터적용을우선목표로제품개발 - ( 고객 ) 유통 / 전자상거래 / 대형마트, 반도체 / 전자 / 자동차 / 항공, 가구업체등 - ( 목적 ) 주로오더피킹 * 목적으로사용, HikVision의경우택배분류작업에활용 * 고객의주문에따라물품을보관장소에서찾아내어각배송처별로분류하고정리하는것. 로봇이피킹작업자 ( 피커 ) 앞으로이동하면피커가로봇의바구니에주문한물품을담고로봇이다음목적지로이동하는형태이거나, 물류로봇이피커의뒤를따라서이동하면피커가로봇에물품을담는형태등으로응용됨. 로봇적용전에는사람이카트를끌고이동하면서주문물품을보관장소에서찾아서직접담는수작업형태가가장일반적인형태임 ( 물류센터작업의 80% 가수작업형태로운영 ) - ( 기능 ) 자율주행, 피커추종, 다중로봇운영최적화, WMS (Warehouse Management System) 연동 기업 ( 국가 ) 아마존로보틱스 ( 미국 ) ADEPT ( 미국 ) 주요특징 주사업영역 : 물류센터 누적 4.5만대로봇운영으로비용 80% 절감 물건처리시간이 90분에서 15분으로단축 인간-로봇협업및다중로봇최적스케줄링 최대 340kg 적재, 6.4km/h (1.78m/s) 속도 사업영역 : 공장물류 ( 반도체 / 전자 / 자동차등 ), 물류센터, 음식, 의료등 전세계에 3만대이상의로봇설치 2015년에일본오므론 (Omron) 에서인수 6RS(6 River Systems) ( 미국 ) 물류창고로봇 Chuck 개발, 높이조정가능 터치스크린탑재 ( 담아야할물품이미지, 개수, ID, 작업자이동 방향등표시 ) 로커스로보틱스 ( 미국 ) Quiet Logistics에서분사, LocusBot $35,000 고객 : Quiet Logistics, 자동차부품업체, 가정용품업체, DHL Quiet Logistics는로봇도입후작업자의이동거리가 22.53km에서 8.04km로단축, 물품의선택과패키징작업의정확도향상 50 한국산업기술평가관리원

ISSUE 2 기업 ( 국가 ) 주요특징 Clearpath Robotics

시스템 주요고객 : 화장품, 식음료, 타이어기업 국내도입기업 : 서울우유,

규격외장으로 전자조립응용에적합 GreyOrange Robotics ( 인도

400-500개 / 시간 물품분류 (Sorter) 로봇 : 300만개 / 일

7 ISSUE 2 기업 ( 국가 ) 주요특징 Clearpath Robotics ( 캐나다 ) 자율주행창고로봇 OTTO 개발및사업화 OTTO-1500(2015 년, 최대 1,500kg) OTTO-100(2016 년, 최대 100kg) CIMCORP ( 캐나다 ) 천정레일을통해상하좌우로이동하는물류자동화시스템으로일종의 AS/RS (Automated Storage and Retrieval System) 시스템 주요고객 : 화장품, 식음료, 타이어기업 국내도입기업 : 서울우유, 남양등 Mobile Industrial Robots ( 덴마크 ) MiR100: 최대 100kg, 운영 10 시간, 1.5m/s, 산업 / 물류 / 의료분야에서소량물품실내배송 주요고객 : 에어버스, 보잉, 하니웰, 미쉐린, P&G, 토요타, 월마트등 30 개국글로벌기업 MiR200: 최대 200kg, 정전기방전 (ESD) 규격외장으로 전자조립응용에적합 GreyOrange Robotics ( 인도 ) 인도물류자동화시장의 90% 점유 이송로봇버틀러 (Butler): 개 / 시간 물품분류 (Sorter) 로봇 : 300만개 / 일 일본최대가구체인에버틀러공급 Hikvision ( 중국 ) HIKRobot: 5kg, 3m/s, 8시간 /1.5시간충전 중국물류회사신통택배 (STO Express, 중국택배 1위 ) 에적용, 하루 20만개소포처리 택배분류작업을로봇이처리 표 2. 물류센터 / 공장물류로봇관련해외기업현황 피킹 (Picking) 기능을가진물류로봇관련기업현황및특징 ( 해외 ) - ( 단계 ) 로봇이직접물품을집어서담는피킹기능은프로토타입개발및시범적용단계 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 51

KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 17-7 - ( 유형 )

24시간운영가능ㆍ로봇이직접물건을피킹하기때문에기존창고환경에변화를최소화하면서도입하여 24시간운용가능ㆍAS/RS(Automated Storage and Retrieval System)

순차적도입이가능하여중소규모의유통업체에도적합 기업 ( 국가 ) Fetch Robotics ( 미국 ) InVia Robotics ( 미국 ) 주요특징 피킹로봇 Fetch, 이송로봇

다중로봇관리 SW: Fetchcore 피킹로봇 GrabIt, 이송로봇 TransIt GrabIt: Suction 방식, 14kg RaaS(Robot as a Service) 도입 : 10센트

Right Hand Robotics ( 미국 ) Havard, Yale, MIT 연구자들이공동개발 사람과비슷한시간당 500~600개의아이템을집을수있는 RightPick 기술

8 KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL ( 유형 ) 피킹로봇과이송로봇의쌍으로구성되어온라인주문시주문물품을피킹로봇이피킹하여이송로봇이포장대까지운반하는역할 - ( 장점 ) 확장성, 유연성, 경제성, 24시간운영가능ㆍ로봇이직접물건을피킹하기때문에기존창고환경에변화를최소화하면서도입하여 24시간운용가능ㆍAS/RS(Automated Storage and Retrieval System) 와같은자동화창고, DPS(Digital Picking System), 컨베이어등을도입하는것에비해저렴ㆍ확장성 (Scalability) 과유연성 (Flexibility): 순차적도입이가능하여중소규모의유통업체에도적합 기업 ( 국가 ) Fetch Robotics ( 미국 ) InVia Robotics ( 미국 ) 주요특징 피킹로봇 Fetch, 이송로봇 Freight( 최대 68kg) - Freight500, Freight1500 ( 숫자 : 적재용량 ) 주문접수시 Fetch와 Freight가창고에서해당물건을바구니에넣어포장대까지운반 다중로봇관리 SW: Fetchcore 피킹로봇 GrabIt, 이송로봇 TransIt GrabIt: Suction 방식, 14kg RaaS(Robot as a Service) 도입 : 10센트 / 피킹 고객 : 온라인사무용품판매업체 LD Products Inc. Right Hand Robotics ( 미국 ) Havard, Yale, MIT 연구자들이공동개발 사람과비슷한시간당 500~600개의아이템을집을수있는 RightPick 기술 플라스틱으로포장된물건, 다른물건에의해부분적으로가려진물건을인식하는문제해결 표 3. 피킹기능을가진물류로봇관련해외기업현황 병원 요양원 호텔등대형건물에서의물류이송로봇관련기업현황및특징 ( 해외 ) - ( 현황 ) 병원 요양원을중심으로소형 ( 의약품 / 검체 ), 중대형 ( 식사 / 린넨 ) 물품이송중심으로사업화가되었으며, 시장이확대되고있는중. 호텔에서는 Savioke가 Relay 로봇으로초기시장개척중 - ( 특징 ) 자동문, 엘리베이터연동기능이필요하며, 여러사람들이함께하는공간에서운영되어중저속으로이동하는것이특징 52 한국산업기술평가관리원

ISSUE 2 기업 ( 국가 ) AETHON ( 미국 ) Swisslog (

엘리베이터를이용한층간이동 병원물류로봇 TransCar( 고중량물품, AGV),

( 미국 ) 호텔등에서스낵, 타월등각종서비스용품을배달하는로봇 Relay 개발

대형건물에서의물류이송로봇관련해외기업현황 라스트마일배송로봇관련기업현황및특징 (

9 ISSUE 2 기업 ( 국가 ) AETHON ( 미국 ) Swisslog ( 스위스 ) 주요특징 병원에서의약품, 검체, 식사, 린넨등의배송을주목적으로하는로봇 TUG 최대 450kg, 10시간 미국 / 유럽 / 호주등전세계 150개이상병원에서 500대이상로봇운영 (2013년) 자동문연동, 엘리베이터를이용한층간이동 병원물류로봇 TransCar( 고중량물품, AGV), RoboCourier( 실험실표본, 의약품등운반 ) 개발및사업화 Savioke ( 미국 ) 호텔등에서스낵, 타월등각종서비스용품을배달하는로봇 Relay 개발 미국내호텔에서 30 대이상이사용중 파나소닉 ( 일본 ) 병원내의약품및기타용품운반용로봇 HOSPI-R 개발 로봇무게 170kg, 연속운영시간 9 시간, 최대 20kg 적재, 1.0m/s 속도 표 4. 대형건물에서의물류이송로봇관련해외기업현황 라스트마일배송로봇관련기업현황및특징 ( 해외 ) - ( 현황 ) 일부해외스타트업및드론업체를중심으로최종소비자에게음식을배송하는서비스중심으로제품테스트단계 - ( 특징 ) 국토가넓은해외에서제품테스트가진행되고있으나아파트중심의국내에서는업체들이많은관심을가지지는않고있음 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 53

10 KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 17-7 기업 ( 국가 ) Starship Technologies ( 미국 ) 주요특징 보행로를따라이동하는실외배송로봇 최대 9kg, 5-30분거리배송 제품테스트단계 Dispatch ( 미국 ) 실외배달용로봇 Carry, 최대 45kg 보행로, 산책로, 자전거도로등으로이동 Marathon Targets( 호주 ) 피자배달로봇프로토타입 DRU(Domono s Robotic Unit) 도미노피자와호주스타트업 Marathon Targets 가공동개발 표 5. 라스트마일배송로봇관련해외기업현황 재고관리로봇관련기업현황및특징 ( 해외 ) - ( 목적 ) 물류센터또는대형마켓, 소매점에서재고파악중심의관리 - ( 특징 ) 제품테스트단계이며, 독일 Magazino의경우물류센터에서재고파악뿐아니라재고관리를위한물리적인작업도수행 기업 ( 국가 ) 및주요특징 Lowe s ( 미국 ) Magazino ( 독일 ) 후지쯔 ( 일본 ) 매장고객응대 / 광고, 재고관리로봇 LoweBot(OSHBot) 물류센터재고관리로봇토루 (TORU) 선반에박스적재, 빼기, 옮기는작업수행 대형마켓에서의재고관리로봇 메이티 (MATEY) - 결품파악및보충물품의종류, 위치통보 표 6. 재고관리로봇관련해외기업현황 54 한국산업기술평가관리원

무인지게차 (VGV: Vision Guided Autonomous Vehicle) 직접교시 : 작업자가승차하여경로를주행하여학습 고객 : 아마존, 월풀, BMW, JAGUAR, VOLVO, Walgreens, United States Postal Services 등제조 유통 물류회사 Training에기반한 로봇운영시스템 (Brain OS) 제공,

11 ISSUE 2 물류로봇을위한공통솔루션관련기업현황및특징 ( 해외 ) - ( 특징 ) 기존유인운전시스템에자율주행을위한센서모듈및 SW를장착하여로봇화를하는솔루션업체. 직접교시를통한주행학습기술, 실제환경에서사용하며지속적학습을통해로봇이스스로최적의주행기술을학습하는기술등연구중심의업체 기업 ( 국가 ) Seegrid ( 미국 ) Brain Cooperation ( 미국 ) 주요특징 CMU에서개발한기술을바탕으로무인자율주행을위한비전시스템 (3D Vision 기반 Navigation SW) 을개발 Seegrid 솔루션 + 지게차 무인지게차 (VGV: Vision Guided Autonomous Vehicle) 직접교시 : 작업자가승차하여경로를주행하여학습 고객 : 아마존, 월풀, BMW, JAGUAR, VOLVO, Walgreens, United States Postal Services 등제조 유통 물류회사 Training에기반한 로봇운영시스템 (Brain OS) 제공, 훈련을거듭하면서로봇이스스로학습 : 자율주행을위한인공지능시스템개발에특화 인공지능 Brain EMMA (Enabling Mobile Machine Automation) 기존기계 + EMMA 자율주행기계 표 7. 물류로봇을위한공통솔루션관련해외기업현황 물류센터 / 공장물류로봇관련기업현황및특징 ( 국내 ) - ( 현황 ) 물류센터 / 창고를위한자동화솔루션기업이주를이루고있으며, 해외에서사업화가이미진행된자율주행, 피커추종, 다중로봇운영최적화, WMS 연동등의기능을가지는물류로봇은아직까지기술개발및시험단계 - ( 전망 ) 전문물류기업주도하에기존인프라에변화를주지않거나최소화하면서, 24시간작업이가능한물류로봇의단계적도입추진이예상됨 - 한화 ( 기계부문 ), 칼텍, 한성웰텍, 엔스퀘어등다수기업이물류센터 / 창고를위한자동화솔루션사업화 - CJ대한통운종합물류연구원에서자율주행물류로봇 ( 최대 500kg, 1m/s) 을개발 ( 전자부품연구원 /KAIST/ 엔스퀘어공동개발 ) 하여물류센터에서시험중 - 코어벨은박스별로해당하는팔레트에구분적재하는구분적재로봇시스템및물류이송에사용되는무인운반차 ( 최대 250kg/500kg) 를개발하여로봇보급사업수행 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 55

12 KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 마로로봇테크는 QR 코드인식형물류로봇 MR.Logi, 포테닛은자율주행기술기반의제품판매 분류 관련기업 한화 ( 기계부문 ) 칼텍한성웰텍엔스퀘어 물류센터 / 창고 자동화솔루션 CJ 대한통운코어벨마로로봇테크포테닛 ( 주 ) 물류로봇 표 8. 물류센터 / 공장물류로봇관련국내기업현황 병원 요양원 호텔등에서의물류이송로봇관련기업현황및특징 ( 국내 ) - ( 현황 ) 병원 요양원을중심으로소형 ( 의약품 / 검체 ), 중대형 ( 식사 ) 물품이송형태로기술개발이되었으며, 시장개척단계 - ( 특징 ) 자동문, 엘리베이터연동및중저속 (1m/s) 이동 - 유진로봇은병원, 노인간병시설, 푸트코트등에서활용할수있는운반로봇 GoCartʼ 개발 : GoCart 1.0(60kg 이하 ), GoCart 2.0( 최대 300kg), 엘리베이터를이용한층간이동이가능 - 엔티로봇은의료검체무인운반로봇 (Sbot, 최대 80kg, 1m/s 속도 ) 을개발하여국내외보급사업수행 분류 관련기업 유진로봇 엔티로봇 병원 요양원 물류이송로봇 표 9. 병원 요양원 호텔등에서의물류이송로봇관련국내기업현황 56 한국산업기술평가관리원

13 ISSUE 2 기타국내 R&D 및물류업체특징 - 피킹기능을가진물류로봇, 재고관리로봇관련없체는없음 - 라스트마일배송관련하여일부업체에서드론을활용한물품배송을테스트하고있으나실외주행형태의제품은없음 - 물류로봇을위한모듈화된공통솔루션형태의기술개발은아직까지진행되지않음 4. 시사점및정책제언 물류로봇관련주요기술및시장전망에서의시사점 물류로봇관련주요기술 - 물류로봇을위해필요한기술은크게 HW, 주행, 인식, 조작, 협업, 사용성 / 유지보수기술로분류가능 기술분류로봇플랫폼, HW 주행인식조작협업사용성 / 유지보수 기술내용 ( 용도에따른다양한형태의 ) 물류로봇플랫폼, 사물인식용센서, 위치인식모듈, 물품조작을위한머니퓰레이터, 물체파지장치실내환경에서강인한고정밀 / 고속위치인식및자율주행기술다양한물품을식별하고모델링할수있는기술다양한물품을포장, 적재할수있는기술인간과로봇, 로봇과로봇, 로봇과공장간의협업제어기술 ( 다중로봇스케줄링최적화및관제시스템개념포함 ) 기존장비 / 시설과쉽게융화되어누구나조작할수있는사용설계기술. 수리 / 유지보수등을사용자가쉽게수행할수있는설계기술 표 10. 물류로봇관련주요기술 향후시장에대한시사점 - IFR의시장전망에따르면향후물류로봇은물류센터, 대형건물등비제조환경물류로봇을중심으로성장할것으로예상 - 특히, 온라인쇼핑의급증으로물류센터에서의물류로봇채택이크게증가할것으로예상되며, 인력부족문제에대한대응및물류센터의효율향상을위해 24시간무인작업이가능한물류로봇이물류기업에의해요구되고있음 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 57

14 KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 현재까지의물류로봇 ( 이송로봇 ) 은물품을탑재하고정해진위치까지이동하는것이주된기능이었지만, 물류센터의 니즈를반영하여 24 시간무인작업을수행하기위해서는이동로봇플랫폼위에머니퓰레이터가탑재되어다양한물체를 안정적으로피킹할수있는기술 ( 피킹로봇 ) 이필요함 향후기술개발에대한제언 국내물류로봇관련진단및시사점 - 물류센터 / 창고를위한물류로봇분야에서는전문물류기업이관심을가지고기술개발및사업화를추진중임. 해외에서사업화가이미진행된자율주행, 피커추종, 다중로봇운영최적화 *, WMS 연동등의기능을가지는물류로봇은전문물류기업과의협력을통해현재보유또는개발중인기술의최적화관점에서사업화가가능할것으로전망 * CJ대한통운에서최대 300대의다중물류로봇운영을위한기술개발중 - 다만, 해외를중심으로시장이형성된이송로봇도바닥바코드등인공표식을이용한위치인식은안정적으로동작하지만, 초기에많은비용이소요되고인공표식의부분손상시물품이송이제대로안되는문제점을가지고있음. 따라서, 이미상용화가진행된물류로봇시장에서국내기업이기존제품을능가하는경쟁력을확보하고보급을촉진하기위해서는인공표식을사용하지않고자연표식을이용하여위치인식및자율주행을하는기술의완성도와가격경쟁력을더높여야함 - 병원 요양원등대형건물을목표로하는물류로봇분야에서는로봇전문기업이물류이송관점의주요기술개발 ( 자율주행, 엘리베이터연동등 ) 을완료하고, 시장진입중으로향후수년내사업이활성화될것으로전망 - 중장기적인관점에서는 24시간무인작업이가능한물류로봇기술개발이반드시필요하며, 이를위해다양한종류와특성을가지는물품을인식하고파지하는기술개발이절대적으로필요함 - 특히물류센터에존재하는수천에서수만종의물품의종류및위치 / 자세에대한정밀한인식과이들물품을대상으로피킹작업을수행하기위한파지장치및파지를위한학습기술개발이필요함 향후핵심기술개발방향에대한제언 시간 / 운영자에상관없이어떤물품도집어서, 패키징하고배송가능하도록하는기술개발 - 아마존은자사물류센터에서누적 4만 5천대이상의물류로봇을운용하며물류비용및처리시간측면에서상당한성과를얻고있으나, 로봇은이송기능만담당하고사람이피킹기능을하는인간-로봇협업모델로 24시간운영가능한수준이아님. 이에자체적으로위와같은목표를세우고관련기술확보를위해아마존로봇챌린지 (Amazon Robotics Challenge, ARC) 를지속적으로개최하는등차세대물류로봇을위한기술확보를위해노력중 58 한국산업기술평가관리원

15 ISSUE 2 - 세계 1위물류기업 DHL은물류로봇과관련하여피커추종로봇, 고정형피킹로봇, 이동형피킹로봇, 트레일러 / 컨테이너하역로봇의순으로물류로봇이도입될것으로전망 * 을하고있음 * ICRA 2017 발표및 Robotics in Logistics(DHL, 2016, 단축 URL: - 국내전문물류기업들은물류비용절감및효율향상을위해기존인프라에변화를주지않거나최소화하면서, 24시간작업이가능한물류로봇의단계적도입을장기적관점에서계획하고있음 - 물류로봇을위한주요기술중피킹기능을가지면서 24시간운영가능한차세대물류로봇을위해다음과같은중점기술개발이필요함 기술분류현재수준목표수준 인식 ( 학습 ) 조작 ( 파지장치포함 ) 박스단위물품종류, 위치 / 자세인식미리정해진제한된수의개별물품종류, 위치 / 자세인식미리정해진제한된물품에적합한파지장치선택물체별파지점사전정의박스단위물품의피킹자동화되어있지않음 물류센터에존재하는물품에대한종류, 위치 / 자세인식물류센터에존재하는물품을파지할수있는파지장치물류센터에존재하는물품에대한파지점자동생성및학습에의한파지점최적화물류센터에존재하는물품에대한개별물품단위피킹 / 포장 ( 파지제어를위한비주얼서보잉포함 ) 박스단위물품의상 / 하역, 상 / 하차자동화 표 11. 물류로봇관련중점기술개발제언 물류로봇중점기술확보에따른향후제품발전전망 - 물류센터물류로봇은전문물류 / 유통업체의수요및요구사항에따라개발되고발전할것으로, 대형건물물류로봇은전문로봇기업의주도하에개발되어고객의요구사항에최적화하는형태로발전할것으로전망됨 - 장기적인관점에서이들물류로봇제품의경쟁력을좌우하는핵심요소는기존인프라변경을최소화하는것과 24시간운영가능하게하는기술이될것으로예상 - 이들핵심요소를갖추고물류센터물류로봇은대형물류업체에서도소매점까지, 단순선반이송및피커추종이송로봇에서고정 / 이동형피킹로봇, 상하역까지가능한로봇까지단계적으로물류센터에활용될전망 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 59

KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 17-7 -

사무실등일반대형건물에서의활용이높아질것으로예상되며이를위해 공공장소에서의주행안정성확보와층간이동등공간이동에대한제약을극복하는것이중요 구분단기

선반이송로봇 다중 고정 / 이동형피킹로봇 상하역로봇 유형 피커추종로봇 로봇 라스트마일배송로봇, 재고관리로봇 인식 포장물품종류, 위치 /

개념 대형건물물류로봇 병원 / 요양원 / 호텔확산도입병원 / 요양원도입사무실등일반대형건물엘리베이터연동표준화형태사람과의협업,

16 KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 현재시장규모는작지만향후발전가능성이있는대형건물물류로봇의경우초기에단순이송기능을중심으로 병원 / 요양원등에서활용되기시작하여, 사무실등일반대형건물에서의활용이높아질것으로예상되며이를위해 공공장소에서의주행안정성확보와층간이동등공간이동에대한제약을극복하는것이중요 구분단기 (5 년 ) 전망중기 (10 년 ) 전망장기 (15 년 ) 전망 개념 물류센터물류로봇 도입 대형물류업체 중소형물류업체 도소매점 로봇 선반이송로봇 다중 고정 / 이동형피킹로봇 상하역로봇 유형 피커추종로봇 로봇 라스트마일배송로봇, 재고관리로봇 인식 포장물품종류, 위치 / 자세 개별물품에대한종류, 위치 / 자세인식 조작 포장물품파지장치및 파지학습 개별물품, 파지장치및파지학습 물품의특성을스스로파악, 최적작업 개념 대형건물물류로봇 병원 / 요양원 / 호텔확산도입병원 / 요양원도입사무실등일반대형건물엘리베이터연동표준화형태사람과의협업, 다중로봇물건싣고 / 내리기자동화 인식주행환경, 사람 / 장애물다양한유형의물품에대한종류, 위치 / 자세 조작 - 다양한유형의물품에대한파지장치및파지학습 표 12. 향후물류로봇제품발전전망 60 한국산업기술평가관리원

17 ISSUE 2 < 참고 : 딥러닝기반인식및파지기술개발사례 > 아마존은실환경에서의물체인식및조작문제에대한도전적기술개발을장려하기위해 ICRA 2015에서제1회 Amazon Picking Challenge(APC) 를개최. 물류센터에서물건을선반에서집어바구니에담는문제를제시하였으며, 독일 T.U.Berlin이우승 2회대회는 RoboCup 2016에서개최되었으며네덜란드의 T.U.Delft가우승하였으며, T.U.Delft는문제해결을위해딥러닝기술을채택. 3회대회는 Amazon Robotics Challege(ARC) 로이름을바꾸어일본에서진행 ( ) * 아래사례에서 Preferred-Networks와 TU Delft는 APC 참가기관 기관 CMU[6] Google[7] Preferred Networks TU Delft 인공지능모델 (# Layers) CNN-AlexNet 기반 (8 Layers) CNN 기반 (18 Layers) CNN 기반 ( 비공개 ) Faster R-CNN (101 Layers) 머니퓰레이터 Baxter - FANUC YASKAWA 학습데이터종류 RGB 영상 RGB 영상 RGB + ToF 센서 ( 물체 분류에초점 ) RGB-D ( 물체분류에초점 ) 트레이닝 DB 량 50K, 700 Hour 800K( ) (14 대머니퓰레이터 ) 비공개 비공개 경량 (150 개 ) 경량 (Soft + Hard 물체 ) 경량 (39 종 ) 경량 (39 종 ) 피킹대상물 2 지그리퍼 2 지그리퍼 진공핸드그리퍼 ( 자체제작 ) 자체제작 그리퍼 파지성공률 95%/79.5% (Seen/Unseen) 비공개 75%( 피킹챌린지기준 ) 75%( 피킹챌린지기준 ) 예시 Korea Evaluation Institute of Industrial Technology 61

18 KEIT PD Issue Report PD ISSUE REPORT JULY 2017 VOL 17-7 [ 참고문헌 ] 1. World Robotics Report 2016, 2016, IFR(International Federation of Robotics) 로봇산업실태조사결과보고서, 2015, 산업통상자원부 / 한국로봇산업진흥원 / 한국로봇산업협회공동 로봇산업실태조사결과보고서, 2016, 산업통상자원부 / 한국로봇산업진흥원 / 한국로봇산업협회공동 4. Robotics in Logistics: A DPDHL perspective on implications and use cases for the logistics industry ( goo.gl/fkscn6), 2016, DHL Trend Research 5. Overview of Amazon Picking Challenge 2015 ( 2015, Amazon Robotics 6. L Pinto and A Gupta, Supersizing Self-supervision: Learning to Grasp from 50K Tries and Robot Hours, ICRA S. Levine, P. Pastor, A. Krizhevsky, and D. Quillen, Learning Hand-Eye Coordination for Robotic Grasping with Deep Learning and Large-Scale Data Collection ( 연구기관명프로젝트명개요연구기간 윤텍 제조라인및물류센터에서의물류자동화를위한인공지능기반이동매니퓰레이터개발 공장및물류센터에서창고내자재의선별, 취합, 이송및작업대를위한자재재배치등일련의과정의인공지능로봇화를통해물류의지능화 / 자동화를위한핵심기술개발 ( 주관 ) 전자 (2 세부 ) 물류자동운송을위한운송로봇플랫폼 부품연구원 / ( 총괄 ) 물류현장작업자본위의 개발 ( 참여 )CJ 대한 보관시설자동화기술 - 운송로봇플랫폼및다중로봇경로계획 통운 등 알고리즘등 전자부품 다량의대상물에대한로봇용 다량의비정형소형대상물에대한딥러닝기반 연구원 조작학습기술개발 로봇용조작학습기술개발 유진로봇 병원의광역환경에적용가능한물류로봇시스템개발 국내 / 외병원환경의특성에최적화된병원물류다중로봇시스템개발 코어벨 자율주행로봇 PSV600을이용한제조업물류이송시범사업 스테이션간의물품이송서비스수요처테스트및효과성검증 2016 ( 보급사업 ) 한국전자통신 드론기반물품배송시스템구축 도시 산간에긴급상황이발생할때드론을 2016 연구원 사업 활용하여적시에해당의약품, 생필품등을배송 ( 보급사업 ) 엔티로봇 중동지역병원물류운반로봇보급사업 중동지역의병원물류운반로봇보급확산 2015 ( 보급사업 ) 엔티로봇 의료검체및수술도구무인이송로봇보급사업 의료검체, 수술도구운반로봇을병원에서운영 2011 ( 보급사업 ) 62 한국산업기술평가관리원

<C0CCBCF8BFE42DB1B3C1A4BFCFB7E12DB1E8B9CCBCB12DC0DBBCBAC0DAB0CBC1F5BFCFB7E12DB8D3B8AEB8BBB3BBBACEC0DAB0CBC1F52E687770>

<C0CCBCF8BFE42DB1B3C1A4BFCFB7E12DB1E8B9CCBCB12DC0DBBCBAC0DAB0CBC1F5BFCFB7E12DB8D3B8AEB8BBB3BBBACEC0DAB0CBC1F52E687770> 사회복지용 지능로봇 기술동향 머 리 말 목 차 제1장 서 론 1 제2장 기술의 특징 3 제3장 사회복지용 지능 로봇산업의 기술 수요 전망 11 제4장 사회복지용 지능 로봇의 기술 동향 32 제5장 결론 및 정책 제언 103 참고문헌 109 표 목차 그림 목차 제1장 서 론 1. 목적 및 필요성 2. 분석내용 및 범위 제2장 기술의 특징 1. 지능형 로봇기술의