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1 중소 중견기업 기술로드맵 Technology Roadmap for SME - 로봇 -

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3 CONTENTS 전략분야 로봇 1. 개요 1 2. 국내외 정책동향 3 3. 산업이슈 및 동향 9 4. 시장동향 및 전망 기술동향 및 이슈 중소기업 시장대응전략 중소기업 전략제품 29 전략제품 가사지원로봇 1. 개요 산업환경 분석 시장환경 분석 기술환경 분석 중소기업 환경 기술로드맵 기획 71 소셜로봇 플랫폼 및 서비스 1. 개요 산업환경 분석 시장환경 분석 기술환경 분석 중소기업 환경 기술로드맵 기획 121

4 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 1. 개요 산업환경 분석 시장환경 분석 기술환경 분석 중소기업 환경 기술로드맵 기획 183 스포츠 시뮬레이터 로봇 1. 개요 산업환경 분석 시장환경 분석 기술환경 분석 중소기업 환경 기술로드맵 기획 227 물류로봇 1. 개요 산업환경 분석 시장환경 분석 기술환경 분석 중소기업 환경 기술로드맵 기획 272 인간친화형 협동 머니퓰레이터 로봇 1. 개요 산업환경 분석 시장환경 분석 기술환경 분석 중소기업 환경 기술로드맵 기획 309

5 의료/재활 로봇 1. 개요 산업환경 분석 시장환경 분석 기술환경 분석 중소기업 환경 기술로드맵 기획 361

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7 전략분야 현황분석 로봇

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9 전략분야현황분석 로봇 1. 개요 가. 정의 로봇은외부환경을인식하고, 상황을판단하여, 자율적으로동작하는기계로, 로봇산업은지능 형로봇의완성품등제조외에도로봇제품을구성하는부분품, 판매, 서비스까지총칭 나. 범위및분류 (1) 범위 2014 년로봇산업실태조사에따르면, 로봇산업특수분류는제조업용로봇, 전문서비스용로 봇, 개인서비스용로봇, 로봇부품및부분품, 로봇시스템, 로봇임베디드, 로봇서비스로구분 제조업용로봇은각산업제조현장의제품생산에서출하까지공정내작업을수행하기위한로봇 전문서비스용로봇은비제조업용로봇으로불특정다수를위한서비스제공및전문화된작업을수행하며, 사람의복지, 특정한시설이나특수목적에유용한서비스를제공하는로봇 개인서비스용로봇은인간의생활범주에서제반서비스를제공하는인간공생형대인지원을목적으로생산되며, 개인의건강, 교육, 가사, 안전, 정보제공등의서비스와밀접한관련이있음 로봇부품및부분품은제조업, 전문서비스, 개인서비스용로봇등을생산하기위해사용되는모든중간생산물 로봇시스템은로봇과기계, 장치등이조합되어필요로하는기능을실현하는집합체 로봇임베디드는로봇의형상은아니나, 로봇의기술이적용되어있는제품 로봇서비스는로봇을활용하여사람에게편리함을주는것을상품으로하여판매하는행위 (2) 분류 로봇은크게제조및비제조용으로나뉘며, 비제조용로봇은개인서비스, 전문서비스로나뉨 제조용로봇의분야는산업현장에서제품생산을목적으로만들어진기계로, 머니퓰레이터로봇 플랫폼, 이동용플랫폼, 로봇용제어기, 로봇용센서등으로나뉨 1

10 로봇 비제조로봇중개인서비스로봇의경우생활편의를목적으로사람을돕기위해만들어진로봇으로, 가사지원, 교육, 엔터테인먼트, 실버케어등분야로나뉨 한편, 전문서비스로봇의경우재난구조, 의료등불특정다수를위해특수제작된로봇으로, 필드로봇, 전문청소, 검사및유지보수, 건설및철거, 유통물류, 의료, 구조및보안, 국방등분야로나뉨 [ 로봇의분류 ] 구분용도분야주요제품및기술 제조용로봇 산업각분야의제조현장에서생산과출하를위한작업수행 머니퓰레이터로봇플랫폼 이동용플랫폼 로봇용제어기 로봇용센서 로봇핸드, 감속, 액추에이터 / 모터, 관절, 다축로봇팔, 직교좌표등을갖춘제조로봇 자율주행이가능한이동제어제조로봇 제어보드, 제어 SW 및제어알고리즘, 경로계획, 위치추정, 모션제어 위치및모션센서, 가속도센서, 자이로센서, 초음파센서, 토크센서, 터치센서 가사용로봇 로봇청소기, 주택경비용로봇, 심부름용로봇 개인서비스 인간의생활범주에서제반서비스를제공하는인간공생형대인지원로봇 교육및연구용 여가지원용로봇 헬스케어로봇 연구용로봇, 교육용로봇, 교보재용로봇등애완용로봇, 소형휴머노이드로봇등개인재활훈련용로봇, 헬스케어로봇등 기타개인서비스용로봇 맹인안내로봇, 머리감김로봇등 빌딩서비스용로봇 시설청소용로봇, 이동형키오스크로봇등 비제조 사회안전및극한작업로봇 실내경비용로봇, 화재감시로봇등 의료로봇 복강경수술로봇, 관절수술로봇, 재활훈련용로봇등 전문서비스 불특정다수를위해서비스제공및전문화된작업을수행 사회인프라로봇 군사용로봇 관로작업용로봇, 광업용로봇등경계감사용로봇, 전투용로봇, 비행정찰로봇등 농림어업용로봇 농업용및축산용로봇, 임업용로봇등 엔터테인먼트용로봇 아케이드게임로봇, 연주로봇등 기타전문서비스용로봇 교통정리, 도로청소, 건물내장재공사등 주 ) 한국과학기술정보연구원, 중소기업기술로드맵 로봇응용분야. 2016, 한국로봇산업진흥원서비스용로봇활용사례집재구성 2

11 전략분야현황분석 2. 국내외정책동향 가. 국내정책동향 로봇산업정책 History 로봇산업생태계조성, 글로벌협업및수출경쟁력강화, 로봇전문기업확대등목표 2003년 8월 10대차세대성장동력산업으로로봇이선정되며 R&D 투자본격화되었으며, 2008년로봇산업진흥과육성을위한법적근거정비 2009년 4월지능형로봇법에따라제1차기본계획을수립하였으며, 2010년 6월한국로봇진흥원설립, 2011년산자부전담부서 ( 로봇산업과 ) 신설, 2014년 7월제2차기본계획수립 2015년 7월지능형로봇법에따라 2015년실행계획수립 [ 로봇산업정책변화 ] 시기 1978 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2020 내용 로봇산업의태동 - 자동차용다점용접로봇이국내최초로도입 - 로봇산업에대한정부지원이없는상태에서산 / 학자체적으로로봇 R&D 진행 제조용로봇기반조성 - 자동차, 반도체산업의발전에따른제조용로봇산업활성화및기반형성 - 제조용로봇분야공통핵심기술개발사업지원개시 지능형로봇으로의전환 - IMF 위기에따른관련업계내부의구조조정등으로제조용로봇사업철수 - IT 산업성장에따라제조용로봇에서지능형로봇으로로봇산업패러다임의변화 - 퍼스널로봇기반기술개발사업추진 ( 산자부 ) 지능형로봇사업지원본격화및정부지원이규모화, 체계화 - 산자부, 정통부, 과기부등여러부처가지능형로봇사업을지원하기시작 - 중점과제서비스용로봇기술개발사업추진 - 10 대차세대성장동력산업으로지능형로봇선정 - 지능형로봇산업비전과발전전략수립 지능형로봇관련법, 제도적기반강화 - 로봇특별법제정및후속조치가시행 - 로봇관련법, 제도적기반강화 ( 지식경제부 ) - 로봇보급사업마스터플랜발표및 8 개부처 MOU - 제 1, 2 차 (2009, 2014) 지능형로봇기본계획수립 - 지능형로봇실행계획발표 로봇산업영역확대를위한지원 - 병원내물류를맡을병원용이송로봇 10~15 대시범적용 - 국립재활원, 보훈병원등에재활로봇 5~10 대보급 - 평창올림픽에서안내, 홍보, 이송, 경비로봇가동 로봇보급확대 - 우체국에인공지능기반소셜로봇 5~10 대시범적용 - 국, 공립병원에국산수술로봇선도제품 3~5 대시범적용 - 대형시설, 물류창고용이송로봇 20 대적용 - 전시장, 박물관안내서비스등에소셜로봇 20 대적용 - 발전시설등에감시경계안전로봇 10~15 대시범적용 주 ) KIET 산업경제, 지능형로봇산업의국내외동향과육성정책및시사점. 2015, 산업통상자원부재구성 3

12 로봇 로봇산업정책주요성과 R&D 종합역량제고 13대산업엔진일환으로메가트렌드와부합및향후고성장이전망되는 국민안전 건강로봇프로젝트 실시 급속한고령화사회에대비하여조기상용화가가능한병원물류로봇기술개발우선추진 ( 14.11~) 인간이접근하기힘든극한재난상황에활용하기위한재난대응로봇기술개발및실증기반조성추진 - 국민안전로봇프로젝트예비타당성조사진행 ( 14.5 ) 기존제조분야뿐아니라, 부품 SW/ 서비스분야에서도로봇 R&D 사업화성과발생 확대 - 현대중공업 모듈형슬림형수직다관절로봇 ( 09 14) 14년 312억원매출 - 로보티즈 사용자창작로봇솔루션 ( 09 14) 14년 84억원매출 - 한화, 굴삭중장비용탈부착가능조작로봇 ( 11 14) 동남아수출준비중 전방위적로봇수요기술적용확대에기여 의료, 농업등다양한산업분야와융합한로봇기술개발 - 의료분야에서는영상중재최소침습수술로봇, 혈관치료용마이크로로봇, 상하지근골격계수술로봇시스템등의료로봇기술개발 - 농업분야에서는농작업의자동화로봇기술개발, 로보틱농기계부품및센서등농업용로봇기술개발 - 친환경벼농사용제초로봇기술확보, 토양계측을위한농업용센서개발, 하이브리드동력적용승용관리기개발 ( 특허 3건, 기술이전 2건 ) 로봇보급측면에서, 공공분야로봇활용 효과성검증및뿌리산업, 교육분야등에서지속적인사업화성공및로봇시장확대성과 - 자율비행로봇 ( 리모아이 ), 軍대상무인기공급사업수주 (400억원규모 ) - 14년부처주도형로봇보급사업은자율비행로봇포함, 총 11개과제추진 11 14년지원된로봇보급사업으로, 14년전체신규매출은 468억원발생하였으며, 분야별로중소제조로봇 178억원, 교구용로봇 144억원등이시현되고로봇부품역시액추에이터, 센서모듈등대기업연계매출실현 - 로보트로, 스마트액추에이터 900대 (5억원 )-삼성( 베트남공장 ) / 센서텍, 로봇청소기용초음파센서모듈 7만개 (1.8억원 )-LG전자납품 4

13 전략분야현황분석 세계협력분야에서는美 DARPA, 中광동성, 말레이시아 MARA 등해외로봇유관기관과의협력네트워크강화되어기술교류지원 - 美방위고등연구계획국 (DARPA) 주관국제재난대응로봇경진대회 (Robotics Challenge) 에국내팀 (KAIST, 로보티즈, 서울대 ) 참가지원 - 한국로봇산업협회와中광동성로봇관련 3개협회간 MOU* 체결 ( 15.1월) 을통해양국간로봇분야비즈니스협력기반확보 - 말레이시아토착민지원청 (MARA), 카타르과학관등과의로봇분야인적교류를통한 B2G 시장개척지원 개방형로봇산업생태계조성 사업지원측면에서, 로보월드기간로봇기술사업화경진대회개최하였으며, 로봇전용부품 ( 서보모터 ) 의다양한비즈니스모델발굴을위해 멀티미션 ( 다기능 ) 챌린지대회 개최 ( 오디오 감성로봇, 애완로봇 청소로봇등 ) - 로보월드 2014( ) : 9개국 126개사 (342부스) 참여, 2만8,943명관람 인프라구축측면에서, 인증절차의명료화를위해로봇품질인증국제화및대상품목확대추진 - 한국로봇산업진흥원 ( 로봇품질인증기관 ) 의국제공인시험기관 (KOLAS) 인정획득 ( 14.3) 및교육보조로봇인증 KS 제정 ( 14.12) - 품질인증대상품목 : 청소로봇 ( 09) 교육용로봇 ( 11) 교육보조로봇 ( 14) 인력양성측면에서, 多기술영역업무수행및다양한산업분야에서로봇융합을통한신규비즈니스창출이가능한중소기업실무형로봇전문인력양성 - 창의융합석사과정 (33명), 로봇 서비스융합SW 오픈아카데미 (85명) 등 어린이대상교육용로봇을활용한창의교육확대 ( 14년 4,430명 ) - 아동복지시설및농어촌지역, 인천아시안게임연계글로벌로봇캠프등 범국가적로봇융합네트워크구축 로봇융합포럼및로봇연구기관협의체구성운영하여, 2009년출범함로봇융합포럼을수요처, 마케팅전문가등이참여하는 Open 포럼방식으로전환하여인적네트워크구축지원 ( 14년총 4 회개최 ) - (1차) 제조업혁신, (2차) 고령화사회대응, (3차) 지역산업경쟁력, (4차) 국방로봇 로봇연구지원기관협의체 를통해로봇머니퓰레이션기술개발과제 (3개연구기관공동, 14.8 ) 수행등지속적으로기술교류 ( 14년정례회의 4회, 워크숍 1회개최 ) 지역로봇산업지원기관협의회참여기관수확대 (9 12개) 및지역별특성에맞춘기업지원을통해지역기반로봇산업경쟁력강화 5

14 로봇 - 경북 ( 로봇융합연구원-수중 사회안전 ), 전북 ( 전북테크노파크-농기계 ), 강원 ( 강원정보문화진흥원-문화 콘텐츠 ) 등업무협력약정 (MOU) 체결 ( 14.12) - 광주 ( 반려견용완구로봇사업화 ), 인천 부천 ( 아시안게임연계 Robot-Van( 이동형플랫폼 ) 구축지원, 9.7억원매출계약체결 ), 부산 ( 로봇캡스톤챌린지대회 ) 등 6

15 전략분야현황분석 나. 해외정책동향 경쟁적인로봇산업육성 지원 미국의경우 13년 첨단제조파트너쉽 발표이후, Co-Robot 중심의제조공정혁신 R&D투자를강화하여, 14년 3천 2백만달러수준이었던지원규모를 15년 5천만달러로 1.5배이상확대 법률지원측면에서는미국연방항공국에서 North Dakoda 주의 2/3에해당하는지역을무타무인항공로봇시험비행자유지역으로지정하여, 해당지역에서는무인항공로봇을타비행체와동일규제로관리하겠다고발표 FCC, irobot 회사에무선잔디깎기용로봇의제조및판매를제한적으로승인 EU의경우 2014년제조 농업 헬스 교통 사회안전등전방위적산업과로봇기술과의융합을통한세계로봇시장선점 강화를목적으로세계최대규모로봇프로그램 (SPARC) 운영하고, 14년부터 20년까지총 21억유로투자발표 독일의경우 하이테크전략 (Industry 4.0) 을발표하고인간과로봇의공동작업체계개발을추진 영국의경우 2025년세계로봇시장점유율 10% 를목표로, 기업혁신기술부산하에기술전략위원회를중심으로총 1억 5천만파운드를로봇산업에투자할계획 네덜란드의경우로봇산업육성을목적으로 2014년 4월 Smart Industry를발표하였으며, 프랑스또한 2020년 세계 5대서비스로봇산업국 을목표로 2013년 3월세계리더급로봇산업개발계획 ( 중소기업로봇설비투자에 3,300만유로지원계획 ) 을발표하는등로봇산업에적극적으로투자중 일본의경우향후성장전략의핵심정책으로로봇혁명추진 ( 14.9월, 총리실산하 로봇혁명실현회의 출범및 15.1월, 전략발표 ) 2020년까지제조분야에서현재의 2배 (6천억엔 1.2조엔 ), 서비스분야에서현재의 20배 (6백억엔 1.2조엔 ) 확대목표 로봇혁명실현회의후속조치로 로봇혁명Initative협의회 를조직하고로봇에의한새로운산업혁명추진하였는데, 이는자동차, 기계, 화학, 철강등 200여개의전방위적산업단체가참여하여로봇도입영역및활용지원을위해논의 2015년 6월내각부는 과학기술이노베이션종합전략 2015 발표하여, 로봇, lot( 사물인터넷 ) 등강화하기로하였으며, 이를차세대인프라구축, 2020년도쿄올림픽등에활용하기로발표 2015년 9월경제산업성과로봇업체는공동으로산업용로봇핵심부품표준화착수하였으며, 2016년에는정부에서인공지능, IoT( 사물인터넷 ) 등로봇에활용되는핵심기술개발을위해부처간의협의체를구성하고, 간호로봇개발지원을위한거점 10곳설치등에예산을집중적으로투입할예정임을발표 중국의경우 2014년 6월시진핑주석이 세계최대로봇강국으로의도약 목표를발표하였으며, 13차경제개발 5개년계획, 중국로봇산업연맹설립 ( 13.4월), 로봇산업단지 ( 칭다오, 광저 7

16 로봇 우, 충칭시 ) 운영등을통해年 5만대로봇생산계획 2014년 11월공업정보화부에서 13차경제개발 5개년계획 (2016~2020) 에로봇산업을포함하였으며, 이를통해 2020년까지산업용로봇산업구조를완비, 세계로봇시장점유율 45% 달성, 노동자 1만명당로봇사용대수를 100대이상증가, 타산업과로봇기술융합을통해 200조원신시장창출목표임을발표 2015년 5월중국 10대산업 upgrade계획인 제조 2025 계획 에서로봇을중점분야육성산업으로발표하였는데, 특히 5대프로젝트중하나로 Smart Manufacturing 프로젝트를통해주요산업의 Smart Factory와디지털작업현장건설을추진할것을발표 2015년 9월발표한중국제조 2025 주요기술로드맵에서는로봇기술이융합된 CNC선반, 차세대 ICT산업, 의료기기등수요와목표, 육성분야, 지원내용등을포함한기술로드맵을제시함 8

17 전략분야현황분석 3. 산업이슈및동향 가. 산업이슈 로봇기술접목에따른융복합 4 차산업혁명 세계전자제품의트렌드를한눈에볼수있는 2017년 CES( 국제전자제품박람회 ) 에서인공지능 (AI) 과사물인터넷 (lot) 기술을기반으로한전자제품이집중적으로소개된바, 이에융복합 4 차산업혁명이시대가도래하였음을알수있었음 분야별로자율주행등스마트카, 스마트홈, 증강현실, 헬스케어로봇등의료, 재활로봇등스포츠에접목된제품들이집중소개된바, 전자와자동차등기존산업영역의경계가사라짐 향후전자제품시장은로봇기술을접목한전자제품에서로봇기술을기반으로한전자제품으로전환, 전방위적산업에로봇기술이폭발적으로적용될것으로예상 스마트홈관련제품은구글 ( 구글어시스턴트 ), 아마존 ( 알렉사 ) 등이개발한음성인식기술이안정화되면서가전에탑재하는글로벌전자제품업체가폭발적으로증가, 이에국내업체인 LG전자의경우음성인식기술을접목한냉장고 스마트인스타뷰 ( 아마존알렉사 ), TV 쉴드안드로이드 ( 구글어시스턴트 ) 를소개하였으며, 잔디깎기로봇, 기타가전에도딥러닝기술을적용하여개인서비스용가전등도선보임. 또한, 삼성전자의경우 AI와클라우드기술을접목하여지능형서비스를제공하는패밀리허브냉장고를출시하는등향후스마트가전대중화예상 스마트카관련제품은반도체, 완성차, 인공지능등이종결합을통한 자율주행차 공개가잇따랐음. 국내업체인현대차는전기차아이오닉을선보였는데, 시내자율주행을성공하고미국자동차공학회가분류한 5단계자율주행기준에서레벨4를만족시키며기술적완성도에높은점수를받음. 일본혼다는인공지능기반의감정엔진이적용된컨셉트 뉴브이가, 토요타는 AI를활용한자율주행콘셉트가 유이 를공개하였는데, 해당자동차는운전자의상태에따라운전상황을자율적으로판단하여안전한상태로주행을유지함. 폭스바겐은소형전기차 I.D. 를선보였으며, 미국전기차업체인페러데이퓨처는첫번째양산형전기차 FF91 공개하는등향후자동차시장은로봇기술이융합된자율주행차가견인할것으로전망 로봇기술의기반인인공지능 (AI) 기술향상 가장대표적으로음성인식어시스턴트인아마존의알렉스는현재약 7,000여개업체와제휴하여로봇 ( 유비테크 ), 스마트폰 ( 화웨이 ), 냉장고 (LG전자) 등전방위적산업에서산업과의경계를무너뜨리는융복합산업을선도하고있는바, 향후로봇산업의성장이더욱가속화될것으로예상 9

18 로봇 자율주행기술의확대적용 자율주행기술의발달로물류로봇은공장이나단순창고등의정해진환경에서마그네틱라인등의미리지정된표식을따라이동하는형태에서점차다양한작업수행이가능한자율주행기능을포함하고활용하는방향으로발전될것으로예상 물류로봇의적용분야가이전의제조산업에서서비스산업으로확장됨에따라로봇이활용될공간과목적이매우다양해지고있는추세 사전에정해진작업만을수행하는경우보다상황에따라적절한동작을해야하는필요성이커져로봇의자율주행기능이매우주목받고있는상황 자율주행은플랫폼과센서를포함한 H/W 자체, 센싱된데이터를융합ㆍ처리하는정보처리및환경인지, 그리고주어진목표를달성하기위해필요한로봇제어등다양한기능이조화되어야이루어질수있는고수준의기술임 자율주행은이동성을갖춘서비스용로봇의범용기술로, 물류로봇이우수한물류서비스를제공하기위해꼭필요한기술인바, 실내바닥환경에서의 2차원자율주행을확대하여 3차원자율비행기술이요구되는분야도확장될것으로예상됨 현재물류서비스산업을선도하고있는미국의경우다수의회사가드론등을이용한신속배송기술을개발, 시험하고있음 보안문제나분실, 훼손등의가능성이존재하긴하지만드론배송은소비자에게새로운구매의욕을불러일으킬수있는수단이될것임 기존의자율주행기술에포함되는세부핵심기술을 3차원공간으로확장하고적용에필요한부분을추가하면보다우수한물류서비스를제공할수있을것이며, 이는단순한기술개발및활용의문제이기보다는산업의적용분야를확장하고새로운서비스를만들어가는과정으로볼수있음 국외의경우드론배송을원활히수행하기위해중간기착지에소형물류창고를운영하거나배송지를통합적으로운영하려는시도등다양한아이디어가도출되고있지만국내의경우아직까지단순한아이디어도출의수준에서크게벗어나지못하고있는상태임. 이러한추세가이어진다면 3차원환경을이용한물류산업에있어서선진국을뛰어넘는것은요원해질것이므로관련기술개발및사업적용을서둘러야할것으로판단됨 ICT 기술과의융복합화 사물인터넷과빅데이터를이용한정보통신기술과의융복합화가물류산업발전에필수적인 항목이되어가고있는바, 정보통신기술의발달및적용으로이동플랫폼이외부환경으로부 터다양한환경정보를손쉽게받아활용할수있게되며로봇산업발전견인할것으로예상 10

19 전략분야현황분석 능동적정보수집, 처리및전송이가능한사물인터넷의적용이점차확대되어가고있는추세이며근미래에는우리주변의거의모든사물에이러한기능이추가될것으로예상됨 물류산업에서중요한재고물품관리, 배송대상인식, 정확한배송처리확인등의작업은사물인터넷의기능을활용할경우매우손쉬워지고정확해질것으로보이며, 이는물류로봇의효율적활용에큰도움이될것임 또한빅데이터를제조, 운반, 판매등산업전반의과정에효과적으로이용할경우정확한수요의예측과최적의공급이이루어질수있으므로물류산업의효율성을크게향상시키게될것임 물류로봇은이러한정보통신기술을적용하여사용자가원하는고품질의물류서비스를수행하고이를통해물류산업의발전에중요한역할을할수있을것으로예상 11

20 로봇 나. 핵심플레이어동향 해외업체동향 미국업체 현재글로벌로봇청소기시장에서약 70% 의높은점유율을보이고있는 irobot은스마트홈통합과함께클라우드기반스마트폰앱으로서비스를제공하며, 소비자들의편의성과높은흡입력으로로봇청소기의단점을보완함. 로봇청소기뿐만아니라바닥청소로봇, 수영장청소로봇, 교육용로봇, 병원용등다양한분야에서로봇을사용하는데일조하고있는 irobot은인공지능 (AI) 을통해제품을계속진화시키고있음. irobot은스마트홈이향후중요한트렌드로자리잡을것이라예상하며간편하고, 자동화, 개인화된 3세대스마트홈에초점을맞춰제품개발및출시에주력할것으로예상됨. [ irobot 로봇청소기 Roomba 제품중일부모델 ] 한편, 제조업의귀환을통해국내생산력을높이고자주력하고있는미국이물류로봇분야를선도해가고있는데, 특히미국내 5~6개업체가물류시장의 80% 이상을차지하고있으며초기투자비용을최소화하고다양한환경에적용하는데필수적인자율주행기술을확보하기위해적극적으로노력하고있음. 이에 JBT Corporation은자율주행기능을높인 SGV(Self Guided Vehicle) 을개발하는등물류로봇시장성장을위해지속투자중 기존영국다이슨, 스웨덴일렉트로룩스등유럽가전업체에서주도하던로봇청소기는 2013년부터다양한산업에서로봇청소기시장에뛰어들며본격적으로고급화가시작됨. 인공지능, AR 등최신기능을탑재한다양한제품이출시및개발되며청소기관련연구개발 (R&D) 투자도꾸준히증가하고있음. 일본소프트뱅크는프랑스의로봇업체인알데바란로보틱스를인수한이후휴머노이드형로봇 인페퍼 (Pepper) 를출시하여세계소셜로봇산업분야를선도하고있는한편, 샤프와통신업체 인 NTT 도다양한소형소셜로봇제품의개발과출시에도역량을집중하고있음 12

21 전략분야현황분석 2005년에설립된프랑스의알데바란로보틱스 (Aldebaran Robotics) 는 2004년에 EU의프로젝트를통해연구개발되기시작한소형휴머노이드로봇인 NAO를연구용플랫폼으로상품화한이래지속적인연구개발을통해소셜로봇의하드웨어플랫폼, 운영체제, SW 개발체계, 앱스토어등소셜로봇생태계를최초로구축함 미국 MIT 미디어연구소의신시아브리질 (Cynthia Breazeal) 박사는소셜로봇분야를개척한연구자로서오랜연구개발경험을기반으로상용소셜로봇인지보 (Jibo) 프로토타입을개발하고 2014년크라우드펀딩을통해성공적으로투자를유치함으로써본격적으로소셜로봇산업에참여함 EU는 FP6, FP7, Horizon2020으로이어지는다양한소셜로봇관련프로젝트를통해축적한기술력을바탕으로다양한소셜로봇스타트업기업들이활발히활동중임 중국의로봇업체들은최근빠른증가세를보이고있으며, 대표기업및제품으로유비테크로보틱스 (UBTECH Robotics) 의가정용휴머노이드로봇인알파2, 선전메이커웍스테크놀로지 (Shenzhen Maker Works Technology) 의완구형로봇제미니 (Gemini), 로키드 (Rokid) 의탁상형소셜로봇인로키드 (Rokid) 등이있음 국내업체동향 현대는 2015년 7월부터로봇사업부가독립하고현대, 기아차및협력업체해외공장을증설 네이버는 2015년 9월향후 5년간무인자동차, 스마트홈, 로봇분야에 1천억원투자계획을발표 삼성전자는중소로봇제조기업과차세대보급형제조로봇개발협력추진하며, 스마트카와인공지능로봇을차세대핵심개발로선정 ( 소셜로봇기업지보에 200억원투자 ) SK텔레콤은스마트교육용로봇알버트와알버트의확장모델인누리아띠를상용화하였으며, 대화기반의상호작용과음악재생, 스마트홈제어등의기능을제공하는스마트스피커인누구를출시하여성공적인판매량을기록하고있음 KT와아이리버는스마트교육용로봇인키봇 (Kibot) 을공동개발하여국내에서성공적으로상용화했을뿐아니라사우디아라비아의이동통신사인모바일리와 220만달러규모의수출계약을체결 LG는스마트홈게이트웨이역할을수행하는허브 (Hub) 로봇을 CES 2017 전시회에소개함. 허브는미국의지보 (Jibo) 와유사한외형과구동부를보유한소셜로봇으로스마트홈제어외에대화기반사호작용, 음악재생, 일정관리등비서기능도제공함. 미국출시용허브는아마존의알렉사 (Alexa) 를기반으로음성기반서비스를제공 한국전자인증은미국현지출자회사인에이아이브레인과인공지능전문기업인보나비전은영어교육을목적으로한친구로봇인타이키 (TYCHE) 를공동개발함. 캠브리지영어 ( 초급단계 ) 13

22 로봇 90% 를응답하는수준의획기적인인공지능로봇으로보고듣고말도하고놀면서아이들스스로지능계발을하도록돕는스마트폰로봇임 아이피엘은 2016년음성인식을통해소통하며스케줄, 알람설정등의기능을제공하는개인비서역할, 홈모니터링과순찰등을수행하는경비원역할, 함께게임을하거나춤추고노래하는엔터테이너역할, 집안의가전을제어해주는스마트홈허브역할, 간단한대화를하며인간과공감하는커뮤니케이터의역할등다양한기능을제공할수있는소셜로봇인아이지니 (ijini) 를개발하고, 2016년하반기에중국과 160억원규모의공급계약을체결하는등국내소셜로봇시장을견인하고있음 유진로봇은한국전자통신연구원, 을지대병원과협업하여병원, 요양원등에사용될수있는고하중, 저하중의물류로봇을개발하고있으며, 동시에국내외판매처로의판매를적극적으로추진하여좋은평가를받고있음 14

23 전략분야 현황분석 [ 핵심 플레이어 분석 종합 ] 구분 주요내용 주요 제품/기술 해외기업 국내기업 로봇 가사지원 로봇 소셜로봇 플랫폼 및 서비스 청소서비스 로봇, 생활지원 로봇, 홈케어 로봇 중대형 소셜로봇, 소형 소셜로봇, 완구로봇, 케어로봇, 교육, 안내, 집사, 비서, 건강, 생활, 정서 지원 등 Electrolux, Kärcher, irobot, Evolution Robotics, Dyson, Friendly Robotics, Husqvarna, Xiaomi, Vileda 삼성전자, LG전자, 유진로봇, 파인.로보틱스, 알에프, 에브리봇, 아이로, 바램시스템, 코어벨 SoftBank, Toyota, Mayfield Robotics, Asus, Ewaybot, InGen Dynamics, Blue Frog Robotics, NTT, Pillo Health, Anybots Inc, Zora Robotics, 퓨처로봇, 유진로봇, LG전자, 아이피엘, KT, SK텔레콤, 아이로, 로보케어, 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 스포츠 시뮬레이터 로봇 물류로봇 근력증강, 근력 보조, 재활/고출력 고효율 구동기술, 행동의지 파악기술, 전력공급 기술 등 가상/증강 현실 장치, 웨어러블 기기, 센서 장치, 모션 플랫폼, 실감 콘텐츠, 인터랙션, 교육/평가, 관련 용품/장비 센서 제작, 센싱 정보 전처리/후처 리, 고하중/저하 중 이동 플랫폼 제작, 이송용 카트 제작, 핸들링 장치 제작 Againer, ExoAtlet, Cyberdyne, Parker Hannifin, Rewalk Robotics, Ekso Bionics, Rex Bionics, Hocoma, Lockheed martin Microsoft, Apple, Richo, Facebook, HTC, Sony, Nokia, Gopro, InvenSense, Intel, Xsens, Cyber Glove, Triax, K-vest elodyne, SICK, Bosch, Hokuyo, Aethon, Swisslog, JBT Corporation, Adept Technology, KIVA Systems, Panasonic, SRI, Evolution Robotics, irobot 현대자동차 그룹, LIG넥스원, SG 메카 트로닉스, 피앤에스 미캐닉스 삼성전자, LG전자, 엠씨넥스, 한국 미디어테크, LG유플러스, SKT, 피코스넷, 세영 정보통신, 이공이 비피엠 삼성전자, LG전자, 유진로봇, DRB파텍 이오시스템, 레드원 테크놀로지, 퓨처로봇 인간친화형 협동 머니퓰레이 터 로봇 의료/재활 로봇 액추에이터, 감속기, 엔드이펙터/ 그리퍼, 관절, 로봇팔 상하지 재활로봇, 가상현실기 반 재활치료 시스템 개발첨단전 동 휠체어, 근력보조슈 트 개발 장애물회피, 경량화, Rethink Robotics, Universal Robots, KUKA, ABB, Yaskawa, Denso, NEC, Matshshita Electric, FANUC, Kawasaki, Nachi, NEGUART 모터넷 인터내셔날, 에스피지, 현대 중공업, 로보스타, DST 로봇, 로보테크 Hocoma Inc., Aretech LLC, Motek Medical, Motorika, Myomo, Reha Technology, Interactive Motion Technology, Kinetic Muscles, Reha-stim, Saebo, MediTouch 현대중공업, 대세 엠케어, 미래산업, 케어라인, 사이보그랩, 헥사 시스템즈 15

24 로봇 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 * 중소기업참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 16

25 전략분야현황분석 4. 시장동향및전망 가. 세계시장 세계로봇시장규모는노동비용의대체, 고령화에대한대응, 자국산업경쟁력제고, 국방력 강화등을위한각국의적극적활용정책으로높은성장세를지속할것으로연평균 15% 이상 의성장률을보일것으로전망 2014년세계로봇시장은전년도대비 12.3% 성장한 167억달러규모로추산되는데, 제조업용로봇시장현황은중국시장의지속적인성장으로인하여자동차, 전기, 전자산업의수요증가에따라전년도대비 12.9% 증가한 107억달러규모로최근 6년간연평균 22% 성장함. 서비스용로봇시장현황은개인서비스용로봇분야의성장으로최근 6년간연평균 16% 성장 전체로봇시장에서제조업용로봇이 2/3에달하나이비율은점차감소될것으로추정되며빈자리를전문서비스용로봇이차지하게될것으로예상됨. 특히 IFR(International Federation of Robotics) 의자료에따르면의료, 필드, 국방등목적에특화된분야에이어가장큰시장이형성되어있는분야가물류로봇분야로향후성장가능성높을것으로예상 개인서비스용로봇시장은교육가사도우미로봇, 육아돌봄로봇, 스마트홈서비스로봇 SW, 라이프케어로봇시장등의수요증가에따라지속확대될전망이며, 향후가사지원로봇시장규 모가비중점차확대추세 전문서비스용로봇의경우기술적진보에의해뒷받침된사회적과제, 군사적요구사항및비즈 니스요구로인해군사, 의료분야뿐아니라건설및농업산업분야등다양한응용분야에서의 시장확대가기대되어급속한시장확대전망 [ 세계로봇산업현황 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 제조용 9,507 10,737 13,090 15,960 19,458 23,722 28, 서비스용 합계 5,366 5,965 7,272 8,866 10,810 13,179 16, 전문 3,662 3,779 4,607 5,617 6,848 8,349 10, 개인 1,704 2,186 2,665 3,249 3,961 4,830 5, 합계 14,873 16,702 20,363 24,826 30,268 36,901 44, 출처 : World Robotics 2015(IFR) 를바탕으로 15~ 19 전망치추정 17

26 로봇 나. 주요국시장동향 미국 미국은전통적으로산업용로봇이시장수요의대부분을차지하고있었으나, 2006년이후서비스로봇시장이급성장하면서산업용로봇시장을추월하고있는중 전문서비스분야의로봇이건설, 물류, 원자력발전, 우주및심해탐사등다양한분야에활용되며특히의료용로봇이시장을주도하였으나, 일반인들이사용할수있도록디자인된서비스용로봇인바닥청소, 가정용경비시스템, 장난감교육, 장애인보조분야에서도수요확대예상 2011년오바마행정부는 첨단제조업육성정책 의일환으로로봇산업육성정책을추진중에있어차세대로봇개발및보급확대를통해새로운시장과일자리창출을통해미국의글로벌경쟁력을유지, 발전목표 특히, 인간과협업을극대화시킬수있는차세대로봇모델인 Co-Robot 핵심개발에 7000만달러를투자하여제조업, 항공우주, 보건 / 의료, 식품등에이용 [ 미국로봇시장규모 ] ( 단위 : 백만달러 ) 연도 시장규모 925 1,410 2,530 5,140 주 ) 시장규모는수요기준출처 : The Freedonia Group,.inc. 일본 일본은로봇관련핵심부품군과서비스로봇시장에높은경쟁력을보유하고있으며, 서브모터, 액추에이터, 정밀기어박스, 감속기등과같은핵심부품군에서높은경쟁력을보유 자동차 ( 도요타 ) 와 IT하드웨어 ( 소프트뱅크 ) 기업들이휴머노이드로봇을활용, 서비스로봇시장에적극진출중으로향후관련부문의성장기대 인구구조변화 ( 노령화 ) 에따른노인을대상으로하는의료간호서비스수요증가로향후관련로봇수요가지속증가할것으로예상일본휴머노이드로봇은도요타의아시모, 소프트뱅크의페퍼가대표적임. 일본정부는 2020년까지자국로봇시장규모를총 2조 4000억엔시장으로확대하는것을목표로로봇산업을육성목표 ( 제조 2배, 서비스 20배성장목표임 ) 18

27 전략분야현황분석 로봇혁명실현회의를총리직속기구로설치하고로봇신전략 5 개년계획을 2014 년발표하 는등정부차원에서의전폭적인지원을실시 중국 중국은글로벌 1위내수시장을보유하여적극적인정부지원을통한산업발전도모하고있음. 중국산업로봇시장은이미 2013년미국, 일본을제치고글로벌 1위로등극했으며, 성장속도또한가장빠른로봇시장으로부상중에있어 IFR에따르면 2017년산업용로봇판매량이 10만대에달할것으로예상 그러나중국로봇시장은이미글로벌 TOP4 ABB( 스위스 ), FANUC( 일본 ), YASKAWA( 일본 ) KUKA( 독일 ) 기업이이미선점한상황이나, 중국기업인 Midea에 KUKA가인수됨에따라향후중국로봇기술이크게발전할것으로전망 한편, 2016년 3월중국공업과정보화부, 국가개발위, 재정부는중국로봇산업육성로드맵인 로봇산업발전규획 을공동발표하여로봇산업내첨단상품을핵심추진분야로확정하고품질, 시장점유율, 주요현지기업의기업경쟁력을재고할방침 중국은 2020년까지산업용로봇판매량을 15만대로늘리고그중 50% 를중국산으로충당하며 3개이상의선두업체육성을목표 19

28 로봇 나. 국내시장동향 국내로봇실태조사서에따르면, 2014 년국내로봇시장은 2 만 3 천여대의로봇을생산하여세 계에서 4 번째로로봇을생산한국가로나타났으며, 산업용로봇이전체국내생산액의 85%, 서비스용로봇과로봇부품 15% 생산 국제로봇연맹에따르면, 국내산업용로봇의경우자동차, IT를중심으로한제조업부문의생산자동화가빠르게이루어짐에따라 2015년 3만 8,300대로세계 2위를차지한것으로나타났는데, 로봇밀도 ( 근로자 1만명당산업용로봇수 ) 의경우세계 1위이며, 종류별로는주로핸들링작업과머신텐딩분야로봇이대다수로물류이송에주로산업로봇이사용되고있음. 특히, 사물인터넷, 클라우드컴퓨팅등발달로스마트공장이증가할것으로예상되는바, 산업용로봇시장성장은더욱확대될것으로전망 세계다른국가와비교해보면, 국내로봇산업의경우기술력에서는일본, 시장규모에서는중국에밀리고있으며, 스타트업창업또한핵심기술부족으로미흡한수준 부품, 센서등의로봇기반기술의취약으로인해국내로봇시장의성장성이낮은상태이지만기술의발전에따라다양한형태의제품이점차시장을확대할것으로전망 한편, 시장규모가작고산업용로봇에비해단기수익이보장되지않는서비스로봇에대한투자가미진하여정부정책적지원이산업성장견인의주요원인 이에정부는 1990년산업용로봇육성이후 2000년들어서면서지능형로봇에정책적관심을갖기시작, 2008년부터는지능형로봇관련법, 제도적기반등을강화하며본격적인정책을시행중 2014년제2차지능형로봇기본계획을토대로 2016년 1월 6일지능형로봇개발및보급촉진법시행령을개정, 공포하면서본격적인정책지원중인데, 2020년까지로봇산업영역확대를위해총 5,000여억원을투입하고, 로봇연구기반조성을위해 150억원, 그리고, 로봇관련석, 박사급연구인력도 100여명가량양성될예정인바, 국내로봇시장성장예상 - 인간형로봇개발 : 카이스트 휴머노이드로봇연구센터 [ 국내로봇산업현황 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내 24,193 28,540 31,522 34,816 38,455 42,473 46, 출처 : 국내외로봇산업의정책및산업동향 ( 한국로봇산업진흥원, 2016) 을바탕으로 15~ 19 전망치추정 20

29 전략분야현황분석 5. 기술동향및이슈 가. 기술동향 국내기술개발주요동향 로봇산업지속성장을위한기초 산업원천기술및부품개발 9개부처 지자체시범사업을통해공공분야수요확대 로봇 R&D 성과향상을위한수요자중심의기술개발 로봇을他산업부문에적용한융합형로봇기술 제품개발 로봇보급사업의전략성강화를통한신규시장창출 글로벌협력을통한국내로봇연구개발및수출역량강화 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 전통적인제조용로봇기업은중국시장진출확대및다각화 FANUC( ) 은제품표준화에노력하여대량생산을통한규모의경제실현 야스카와 ( ) 는섬세한대응이요구되는자동차용에주력 ABB( 스위스 ) 는중국의현지생산화에타사보다일찍착수했고, 새로운개념의제조용로봇개발과다양한응용분야에대한자동화솔루션으로사업범위확대 KUKA( 獨 ) 는 인간과로봇 이라는테마를비전으로한새로운개념의기술개발 (Light Weight Robot, 인간과함께일할수있는로봇 ) 및시장확대에역량집중 글로벌 IT 대기업들의적극적인로봇산업진출 구글 ( 美 ) 은미국과일본의로봇기업 9개사와인공지능전문기업 5개사를인수하며로봇사업본격화 아마존 ( 美 ) 은무인비행로봇인 Octocopter를활용한무인택배발송시스템공개 소프트뱅크 ( ) 는자회사인 Asratec을통해휴머노이드로봇운영체제인 V-sido 등을개발하며로봇사업본격진출 일본소프트뱅크는프랑스의로봇업체인알데바란로보틱스를인수한이후휴머노이드형로봇 인페퍼 (Pepper) 를출시하여세계소셜로봇산업분야를선도하고있는한편, 샤프와통신업체 21

30 로봇 인 NTT도다양한소형소셜로봇제품의개발과출시에도역량을집중하고있음 샤프 (Sharp) 는스마트폰과로봇을결합한소셜로봇인로보혼 (RoboHon) 을발표함. 크기 20센티미터, 무게 390그램의휴대가능한소형로봇으로서전화통화가가능하고인공지능기술기반의 마음엔진 이탑재되어있어사용자와의대화가쌓일수록점차진화된교류행동을보여줄수있으며사람의얼굴을알아보고특유의동작을보여주거나춤을추는등의감성반응이가능 통신업체인 NTT는음성기반대화가가능하고사용자의생체신호를측정하고건강을관리하는소형탁상형로봇인 Sota를출시하고고령자요양원을중심으로마케팅활동을진행중임. 로봇을 800달러에구입후매달 30달러를사용료로지불하는방식의플랫폼비즈니스를채용 소프트뱅크가개발한휴머노이드형로봇페퍼는키는 120 센티미터이고무게는 28 킬로그램으로리튬이온배터리를탑재하고있으며한번충전으로 12시간동작가능 머리와손에터치센서, 머리에 2개의고해상도카메라와 4개의마이크, 가슴에자이로센서, 팔에터치센서, 이동부에레이저센서와범퍼센서를탑재하고있으며, 전신의동작은 20개의모터로작동 사용자의얼굴을보거나음성을감지하여사람의감정을인식하는 이모셔널엔진 (Emotional Engine) 을탑재한감성로봇으로서사람의감정을세밀하게인식하여반응함으로써자연스럽고비정형화된반응을행동과말로표현할수있음 각로봇은클라우드플랫폼에연결하여학습데이터를저장하고분석결과를입수할수있을뿐아니라학습한지식을다른로봇과공유함으로써일종의집단지성과같은형태의지식확장이가능한클라우드로봇임 소프트뱅크는구입후일정기간마다구독료를지불하는임대형식의판매정책을통해페퍼를 200만원내외의저가로공급할수있었으며이를통해수차례에걸쳐매진을기록함 소프트뱅크는로봇제조원가보다낮은 200만원내외의가격으로로봇을공급하고약정요금과콘텐츠판매를통해수익을내는플랫폼비즈니스모델을채용하여페퍼를보급하고있으며이를통해수차례에걸쳐매진을기록하는등성공적인로봇매출을기록 페퍼용앱은현재 200여개로써앱의기능은타이머, 춤시연, 거짓말탐지, 운동보조, 피아노연주, 야구스토리텔링, 영어교습등다양한분야에걸쳐있으며향후킬러애플리케이션의등장가능성을높게예측 주로공공시설이나상점의접객과안내서비스에활용되고있음 2005년에설립된프랑스의알데바란로보틱스 (Aldebaran Robotics) 는 2004년에 EU의프로젝트를통해연구개발되기시작한소형휴머노이드로봇인 NAO를연구용플랫폼으로상품화한이래지속적인연구개발을통해소셜로봇의하드웨어플랫폼, 운영체제, SW 개발체계, 앱스토어등소셜로봇생태계를최초로구축함 신장 58센티미터, 무게 4.3킬로그램으로리튬배터리를탑재하고있으며한번충전에 90분작동가능함 얼굴과가슴에 HD 카메라, 네개의마이크, 초음파거리측정기, 두개의적외선센서, 자이로센서, 촉각센서, 압력센서를탑재함 22

31 전략분야현황분석 초기에자폐어린이의교육용로봇으로디자인되었으며, 현재는연구용, 축구게임용로봇으로활용되고있음 로봇운영체제인 naoqi를통해운영되며 naoqi가제공하는각종응용프로그래밍인터페이스를통해모든센서와모터를제어할수있음 그래픽인터페이스를통해로봇응용개발이가능한 Choreographe라는도구를제공하고있으며, 최근에는간단한스크립트언어를이용하여대화기반로봇응용개발이가능한 qichat을선보임 미국 MIT 미디어연구소의신시아브리질 (Cynthia Breazeal) 박사는소셜로봇분야를개척한연구자로서오랜연구개발경험을기반으로상용소셜로봇인지보 (Jibo) 프로토타입을개발하고 2014년크라우드펀딩을통해성공적으로투자를유치함으로써본격적으로소셜로봇산업에참여함 지보는신장약 30센티미터, 무게약 3킬로그램의탁상형소셜로봇임 두개의고해상도카메라와전방위의소리를감지하는마이크를탑재하고있으며, 몸통과머리를회전시켜다양한동작을표현할수있음 얼굴을검출하여추적하고인식할수있으며사진을촬영하거나영상통화서비스를제공함 고감도의마이크를통한음성인식과자연어처리기능을기반으로집안어디에서나음성으로명령을내리거나대화할수있음 인공지능기술을기반으로한학습능력을통해사용자의취향을파악하여적응하고, 사람에게능동적으로도움을제공할수있음 사회성과감정을자연스럽게표현함으로써사람과수월하게소통할수있음 가정내에서활용하는것을전제로사진사, 메신저, 이야기꾼, 친구, 비디오채팅아바타등의역할을수행함 지보개발사는애초에 2015년중정식출시를계획하였으나음성인식문제등을이유로출시를연기하였고, 2016년후반에응답지연, 무선망접속불안, 사용자가지보의기능을직관적으로파악하지못함등을이유로또다시출시를연기하였음 EU는 FP6, FP7, Horizon2020으로이어지는다양한소셜로봇관련프로젝트를통해축적한기술력을바탕으로다양한소셜로봇스타트업기업들이활발히활동중임 Blue Frog Robotics는페퍼, 지보와함께세계소셜로봇분야에서가장많은주목을받고있는동반자로봇버디 (Buddy) 를출시함. 버디는음성기반대화를통해소통하며비서, 보안, 엔터테인먼트, 정보도우미, 커뮤니케이터의역할을수행할수있을뿐아니라고령자를위한건강관리기능도제공 Leka는다운증후군, 자폐증어린이를대상으로교감이가능한소셜로봇인 Leka를개발함. Leka는동작에반응하는공모양로봇으로굴러다니면서감정표현과대화가가능하고색, 소리, 진동을통해다양한감각을자극하여정서발달을도움 23

32 로봇 YUMII는얼굴인식을통해사람을알아보고음성기반대화를통해소통하는고령자건강관리용소셜로봇인 Cutii를개발하여소개함 Hease Robotics는이동형안내로봇인 Heasy를개발하여소개함. Heasy는쇼핑매장, 공공시설등에설치되며고객을맞이하여음성기반대화, 얼굴인식, 감정인식기능을통해각종정보를제공하고길을안내하는등의서비스를자연스럽게수행할수있음 Emotech는음성을기반으로한자연스러운대화를통해소통할수있고사용자의상호작용패턴에따라성격이진화하며학습을통해능동적인서비스제공이가능한탁상형소셜로봇인 Olly를개발하고 CES 2017에서소개함 중국의로봇업체들은최근빠른증가세를보이고있으며매년새로운소셜로봇제품을소개하고있어향후관련시장에서큰비중을차지할것으로예상 유비테크로보틱스 (UBTECH Robotics) 는 2016년음성기반대화, 얼굴인식, 사진촬영, 클라우드기반번역기능등을갖춘가정용휴머노이드로봇인알파2를개발하여발표하였고, 2016년에는아마존알렉사와연동하여보다진화된인공지능기능을제공하는링스 (Lynx) 를발표함 선전메이커웍스테크놀로지 (Shenzhen Maker Works Technology) 는두바퀴로균형을잡으면서달리기, 춤추기, 겨루기등동작을할수있는완구형로봇제미니 (Gemini) 를개발하여발표함 로키드 (Rokid) 사는음성기반대화가가능하고날씨, 일정관리등비서기능과스마트홈제어가가능한탁상형소셜로봇인로키드 (Rokid) 를개발함 샤오미 (Xiaomi) 는 2016년인텔과협력하에나인봇 (Nonebot) 플랫폼에감정과손동작을표현할수있는기능을탑재한소셜로봇프로토타입을선보였으나구체적상용화계획은발표하지않음 알리바바 (Alibaba) 는소프트뱅크와제휴하여페퍼를중국에유통하기로하고, 링테크놀로지 (Ling Technology) 는미국의지보사 (Jibo Inc) 와손잡고 2017년중지보의중국어버전을중국에출시할계획을밝히는등선진소셜로봇을도입하는데에도적극적임 일본은소프트뱅크를중심으로소셜로봇산업을주도하는한편다양한소형소셜로봇제품의개발과출시에도역량을집중하고있음 샤프 (Sharp) 는스마트폰과로봇을결합한소셜로봇인로보혼 (RoboHon) 을발표함. 크기 20센티미터, 무게 390그램의휴대가능한소형로봇으로서전화통화가가능하고인공지능기술기반의 마음엔진 이탑재되어있어사용자와의대화가쌓일수록점차진화된교류행동을보여줄수있으며사람의얼굴을알아보고특유의동작을보여주거나춤을추는등의감성반응이가능 통신업체인 NTT는음성기반대화가가능하고사용자의생체신호를측정하고건강을관리하는소형탁상형로봇인 Sota를출시하고고령자요양원을중심으로마케팅활동을진행중임. 로봇을 800달러에구입후매달 30달러를사용료로지불하는방식의플랫폼비즈니스를채용 24

33 전략분야현황분석 (2) 국내업체동향 ( 현대중공업 ) 15년 7월엔진사업부로부터로봇사업부분리독립, 현대기아차및협력업체해외공장증설로산업용로봇수요증가 ( 한화테크윈 ) 14년 11월삼성테크윈을인수하고, 이를바탕으로로봇무인화사업강화및의료로봇신규개발추진 (SKT) 14년 6월 KT의교육용로봇 키봇 을생산한아이리버를인수하고, 로봇활용소프트웨어개발교육프로그램 스마트로봇코딩스쿨 을출시하는등교육용로봇사업강화 ( 네이버 ) 15년 9월향후 5년간로봇, 무인자동차, 스마트홈등미래성장분야에 1,000억원투자계획발표 ( 삼성전자 ) 중소로봇 부품기업과차세대보급형제조로봇개발협력추진 ( 유진로봇 ) 15년 1월사업다각화를위해 CJ E&M과공동으로 로봇트레인 RT 기반캐릭터사업진출 한국전자인증의미국현지출자회사인에이아이브레인과인공지능전문기업인보나비전은영어교육을목적으로한친구로봇인타이키 (TYCHE) 를공동개발함 캠브리지영어 ( 초급단계 ) 90% 를응답하는수준의획기적인인공지능로봇으로보고듣고말도하고놀면서아이들스스로지능계발을하도록돕는스마트폰로봇임 최근에는 IoT 장치연계를통한스마트홈의게이트웨이역할을중심으로하는소셜로봇제품들이주로선보이고있음 아이피엘은 2016년음성인식을통해소통하며스케줄, 알람설정등의기능을제공하는개인비서역할, 홈모니터링과순찰등을수행하는경비원역할, 함께게임을하거나춤추고노래하는엔터테이너역할, 집안의가전을제어해주는스마트홈허브역할, 간단한대화를하며인간과공감하는커뮤니케이터의역할등다양한기능을제공할수있는소셜로봇인아이지니 (ijini) 를개발하고, 2016년하반기에중국과 160억원규모의공급계약을체결하는등국내소셜로봇시장을견인하고있음 SK 텔레콤은대화기반의상호작용과음악재생, 스마트홈제어등의기능을제공하는스마트스피커인누구를출시하여성공적인판매량을기록하고있음 LG는스마트홈게이트웨이역할을수행하는허브 (Hub) 로봇을 CES 2017 전시회에소개함. 허브는미국의지보 (Jibo) 와유사한외형과구동부를보유한소셜로봇으로스마트홈제어외에대화기반사호작용, 음악재생, 일정관리등비서기능도제공함. 미국출시용허브는아마존의알렉사 (Alexa) 를기반으로음성기반서비스를제공 25

34 로봇 다. 기술인프라현황 국가적차원의체계적이고일관성있는로봇산업발전체계지원기반마련을위해 08 년 3 월 지능형로봇개발및보급촉진법 제정 제 1 차기본계획 ( 09~ 13 년 ) 에이어제 2 차기본계획 ( 14~ 18 년 ) 시행중 선택과집중을통한로봇R&D 종합역량제고 재난대응로봇, 로봇헬스타운등앞으로고성장이전망되는전문서비스용로봇분야의대형 R&D 프로젝트추진 기획 과제선정 수행 평가 로이어지는 R&D 전과정을수요자중심으로혁신 제품원가의절반가량 (46%) 을차지하는핵심부품의국산화율제고를위한기술개발중점지원 로봇수요의전산업확대 로봇적용가능성, 산업수요등을고려해제조, 자동차, 의료 재활, 문화, 국방, 교육, 해양등확산 5년내시장창출이가능한전문서비스용청소로봇, 중소제조용로봇, 국방로봇, 농축산로봇등에집중보급사업실시 로봇선진국과는기술교류 협력프로그램을확대하고, 로봇신흥국과는홍보 제품관교류등을통해국제공동연구 해외진출기반확충 개방형로봇산업생태계조성 포털, 물류기업등타산업분야주력기업의전략적참여유도 국제기준에부합하는성능및신뢰성확보등글로벌시장선도를위한로봇제품 부품의품질경쟁력강화지원 산업현장의인력과부족해소를위한로봇인력수급전망체계구축 명실상부한범국가적로봇융합네트워크구축 서비스대기업, 벤처투자자, 해외기관등연계 협업으로전산업의로봇보편화촉진 로봇산업정책협의회체계를개편하여부처간 지역간로봇산업정책방향조율및시너지강화 지역거점로봇지원기관특성차별화를통해기업지원기능강화 정부에서는출연연과대학등에서개발된로봇기술을중소기업에서활용할수있도록적극적 26 으로지원하고있음

35 전략분야현황분석 한국생산기술연구원등은중소기업과공동으로과제를수행하며기업의애로기술에대한개발지원을적극적으로수행하고있음 한국전자통신연구원, 한국과학기술원등은중소기업에대한기술자문과개발기술의기술이전프로세스를통해다양한형태의기술스핀오프에일조하고있으며기업이필요로하는니즈를충족시키기위해노력 정부에서는고가의시험, 개발장비를중소기업에서구매및활용하기어려운상황을감안하여 출연연이나대학에서국가과제로구매한연구장비를대여할수있는시스템을만들어활용하 고있음 한국전자통신연구원은지능형로봇의성능시험을위한테스트베드를작성하여해당시험을의 뢰하는중소기업에대해시험과정을대행해주고있으며, 국가과제수행을통해지속적으로 로봇관련기술의성능시험항목을표준화하는작업을수행하고있음 산업통상자원부는지역내중소기업의육성을위해전국 18 개지역에테크노파크를설립하고 지역혁신거점기관으로운영하며이를통해지역연구소나대학의기술을기업에전파하고기 업의애로사항을지원하기위해노력하고있음 27

36 로봇 6. 중소기업 시장대응전략 Factor 기회요인 위협요인 정부의 지능형 서비스 로봇에 대한 지속적인 육 성 의지 정책 로봇용 부품 산업 활성화 및 저가격화 정부의 인공지능 로봇 개발 지원정책 제고 중국, 미국 등 전세계 주요 국가의 경쟁적인 로 봇 산업 지원 국내 개발자, 사용자, 수요자의 협동연구 부족 최근 유럽 연합 및 미국 등과의 FTA 영향으로 산업 국내 제품 경쟁력 미흡 대기업을 중심으로 활발한 투자 확대 4차 산업혁명 흐름의 국내 반영 지연 이동로봇 기반 기술 확보 용이 글로벌 기업이 세계시장 기술 선점으로 인한 수 출 시장의 초기 진입 애로 Wellbeing, 고령화, 핵가족화, 삶의 질 향상 등 시장 에 대한 사회 패러다임의 변화에 따른 수요 급증 소셜로봇의 필요성과 효과에 대한 사회적 관심 제고와 필요성에 대한 논의 활발 기술력이 낮은 제품의 경우 중국의 저가품 유입 으로 인해 시장 점유 경쟁 치열 해외 물류로봇 기업의 적용분야 확대 움직임 Pepper, Jibo를 이어 빠른 속도로 신개념의 글로 벌 소셜로봇 제품들의 출시 지속 전문 인력 및 개발 비용이 커서 중소기업들이 접 청소로봇 등 세계 선도 로봇 제품 개발 기술력 기술 보유하여 전방위적 로봇에 적용 가능 근하기 쉽지 않은 분야 음성인식, 지능형 어시스턴트 등 원천 요소 기술 산업과 ICT의 융합에 따른 물류분야 로봇 적용 가능 군 확대 분야에서 선도국가와 큰 기술 격차 고수준 서비스 제공을 위한 고성능 로봇 기술 취 약 정북의 로봇산업 적극적 지원 및 생태계 조성 4차 융복합 산업에 대응 필요 경쟁력 있는 분야를 기반으로 기술적용 개발자, 사용자, 수요자의 협동연구 체계 수립 고령화, 핵가족화, 삶에 질 향상 소비자 니즈 부합 중소기업의 시장대응전략 기술력 향상, 수요확대 등을 위해 정부의 적극적인 지원정책 필요 정부, 대기업 중심에서 원천기술인 지능형 서비스에 대한 투자를 적극 장려하는 한편, 중소기업은 아 이디어와 기술력을 집약시킨 부품 및 부분품의 개발 기 경쟁력을 확보하고 있는 분야(가사지원 로봇 등)를 기반으로 타분야 적용 가능하도록 제품 개발 28

37 전략분야현황분석 7. 중소기업전략제품 가. 중소기업기술수요 중소기업, 대기업 공기업등에대하여설문조사및방문조사를통하여기술수요조사를실시 조사결과저가형스마트협동산업로봇, 무인보안관제로봇, 산업안전낙상에어백, 부품자동조립장비, 용접기, 로봇가이던스, 360VR Camera, 커넥터및케이블조립체, 해양정보수집용수중위치시스템, 수산물상자자동살균세척시스템, 로봇용정밀감속기, 마이크로드릴비트, 산업용로봇, 레이저마킹시스템, 3축및 5축산업용로봇, 생산자동화, 첨담공연에사용될로봇개발등 46개제품개발에수요가있는것으로나타남 중소기업청 R&D지원사업에신청한과제를로봇산업을 8대기술분야별로분석한결과, 2015년 R&D지원건수는 182건으로최근 3년평균 11% 증가한것으로나타났으며, 기술별로기계자동화기술 34%, 기타로봇 / 자동화기계관련기술 18%, 로봇비젼및생산자동화기술 13%, 자동화관련계측 / 센서기술 13% 순으로연구개발이이루어지고있는것으로나타남 최근 3년평균연구개발증감추이를살펴보면, 로봇 / 자동화기계관련 S/W(11건 ) 가 75% 로가장큰폭으로증가한것으로나타났으며, 그뒤를이어기계자동화기술이 18%, 기타로봇 / 자동화기계관련기술 17% 순으로연구개발이활발히이루어지고있는것으로나타남 주요기술분야별신청과제에대한내용을분석하여각분야별로중소기업이관심을갖는제품을파악 가사지원로봇분야에서는실내자율주행및경로제어, 청소로봇의자기위치인식, 자율주행을위한휠모듈, 환경신호기반의상황인지및판단, 학습지능, 가사지원로봇용 HRI 표준화, 조작성능시험표준화, 센서, 상황에따른행위선택등에대한기술수요가높은것으로나타났으며, 이를통해로봇청소기제품개발수요가높은것으로나타남 소셜로봇플랫폼및서비스분야에서는감성표현을위한로봇얼굴, 유연한제스처와자세표현, 감성형로봇플래폼디자인과시스템통합, 사용자감정인식, 멀티모달대화시나리오저작기술, 멀티모달인식제어통합, 원격모니터링과제어, 사용자와의상호작용을위한대화및의사소통등기술에대한수요가높은것으로나타났으며, 이를통해무대용로봇개발, 무인보안관제로봇등에대한제품개발수요가높은것으로나타남 노인과장애인을위한근력보조로봇분야에서는인체공학적로봇설계, 신체안정성보장설계, 착용편리성고려설계, 의도파악을위한동작감지센서시스템, 사용자의근력측정, 고정밀고효율구동장치설계, 무저항구동을위한제어알고리즘등기술에대한수요가높은것으로나타났으며, 이를통해고령자용낙상에어백등제품개발수요가높은것으로나타남. 스포츠스뮬레이터로봇은다자유도모션플랫폼, 모션플랫폼용서보모션제어, 스포츠시뮬레이터용실감재현장치, 실감콘텐츠및피드백이팩트구현, 실감렌더링및몰입환경용프로젝션, 사용자모션인식및해석, 스포츠모션정밀분석및버추얼코칭등기술에대한수요가높 29

38 로봇 은것으로나타났으며, 이를통해스포츠형낙상에어백등에대한제품개발수요가높은것으로나타남. 물류로봇은이송 / 핸들링기술, 신속교효율플래폼개발, 머신비전인식기술, 센서인식기술, 정밀기계설계기술, 모터제어, 컴퓨터인터페이싱기술, 로봇제어, 비전계측, 원격제어등기술수요가많은것으로나타났으며, 이를통해산업용물류로봇, 생산자동화등제품수요에관심이많은것으로나타났음 인간친화형협동머니퓰레이터로봇은다축관절을통한자유도증가, 외부접촉및충격감지, 모션합습제어알고리즘, 협동로봇안정성, 저장장치기술, 인체동작해석 / 보정기술등에기술수요가많은것으로나타났으며, 이를통해로봇움직임스위치자동화, 산업용로봇등제품개발에수요가많은것으로나타났음 의료재활로봇은착용단계모델설계, 행동습관패턴감지를위한휴대용센서, 진단유효성검사, 수술계획및임상실험, 장애인스마트홈관련기술등에기술수요가많은것으로나타났으며, 이를통해재활로봇의료기기제품개발에대한수요가높은것으로나타났음 [ 중소기업청 R&D 지원사업신청과제현황 ] 주요품목 과제건수 합계 점유율 (%) 평균증가율 (%) 로봇 기계자동화기술 % 17.7% 기타로봇 / 자동화기계관련기술로봇비전및생산자동화기술 % 15.5% % 13.0% 로봇설계기술 % 0.0% 로봇제어및지능화기술로봇 / 자동화기계관련 S/W 자동화관련계측 / 센서기술 % -4.9% % 73.2% % -2.0% 조립 / 정밀이송기술 % 9.5% 합계 % 11% 30

39 전략분야현황분석 나. 중소기업전략제품 [ 로봇분야전략제품 ] 전략제품 개요 가사지원로봇 일반가정내에서인간과함께생활하며가사활동을보조하거나자율적으로가장 환경을판단하여스스로정해진가사를지원해주는미래지능형로봇 소셜로봇플랫폼및 서비스 사람들의반응이나행동에따라상호작용하는지능형서비스콘텐츠를통해서사 람들의교육및여가활동에도움을주는로봇 노인과장애인을위한 근력보조로봇 노인들과장애인들을위한근력보조서비스를제공하기위해신체외부에장착하 는로봇 로봇 스포츠시뮬레이터 로봇 특정스포츠와연관된교육, 훈련또는놀이를위하여만들어졌으며, 스포츠활동 에필요한환경과동작을재현할수있는로롯 물류로봇 인간을대신하여생산자와소비자사이에서원료재료, 부품, 상품을안전하고효 율적으로전달하기위하여물류센터등에서상품을자동으로관리하는로봇 인간친화형협동 머니퓰레이터로봇 산업자동화분야에사용되며자동제어프로그램을통해다목적의 3 축또는그이 상의축을가진자동조정장치로봇 의료 / 재활로봇 환자들의치료와재활활동을주도적으로수행하거나보조하는기능을하는로봇 31

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41 전략제품 현황분석 가사지원로봇

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43 가사지원로봇 정의및범위 가사지원로봇이란일반가정내에서인간과함께생활하며가사활동을보조하거나자율적으로가정환경을판단하여스스로정해진가사를지원해주는미래지능형로봇을의미 로봇에서제공되는서비스로구분되며, 시장에가장많이보급되어있는청소서비스로봇과정리정돈, 설거지등의서비스를제공하는생활지원로봇과홈모니터링, 공기청정, 공기조절등의서비스를제공하는홈케어로봇으로구분됨 정부지원정책 정부의지능형로봇에대한지원은 2008년도에지능형로봇개발및보급촉진법이제정되어제 1차지능형로봇기본계획 (2009~2013) 이수립되었고, 2014년제2차기본계획 (2014~2018) 을수립하여지원하고있음. 제2차지능형로봇기본계획은 12개정책과제를담고있음. 로봇산업육성정책추진체계의상위는범부처협의체인 로봇산업정책협의회 가있어로봇산업정책전반의방향성과계획을결정하고구체적인사업들은산업통상자원부의기계로봇과가수행 메가트렌드변화에대응한선제적투자로핵심기술을확보하고경제 사회 문화전분야에로봇의융합 활용본격화

44 로봇기술과타산업및분야와의융합촉진을통해각분야로봇수요에대응하고로봇시장활성화추진 - 그간로봇분야기술개발성과의조기상용화를유도하고, 타산업과의로봇융합성공사례를분야별로발굴 홍보하여성과확산 글로벌협력을통한국내연구역량강화및해외진출기반확충 - 주요국과정부 민간차원의로봇기술 시장교류를확대하고, 국가별수요에대응한맞춤형해외시장진출지원 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 세계최고의 IT 기술력및메카트로닉스관련다양한산업기반 로봇용부품산업활성화및저가격화 정부의지능형서비스로봇에대한지속적인육성의지 로봇에대해거부감없이받아들일수있는사회적환경조성기회 (Opportunity) Wellbeing, 고령화, 핵가족화, 삶의질 향상등에대한사회패러다임의변화에따른수요급증 가사노동의경제적사회적가치의증대 미국, 일본등선진국에서도시장초기상황이고잠재적인시장성장성이매우큼 지능형서비스로봇분야에대한국가연구개발사업추진 약점 (Weakness) 전문인력및개발비용이커서중소기업들이접근하기쉽지않은분야 사용자의기능및가격불만족 개발자, 사용자, 수요자의협동연구부족 기존의가전제품들과의차별성및가격경쟁력확보애로위협 (Threat) 글로벌기업이세계시장선점으로인한수출시장의초기진입애로 일부제품군은이미국내시장에서레드오션화에가까운포화경쟁상태이며중국제품유입으로인해시장점유경쟁치열 최근유럽연합및미국등과의 FTA 영향으로국내제품경쟁력미흡 중소기업의시장대응전략 로봇산업의메카트렌드를분석하고, 특화된서비스로틈새시장을공략 완성품보다는아이디어와기술력을집약시킨부품및부분품의개발 기술력을극대화시키기위한연구개발투자지속

45 핵심기술로드맵

46 로봇 1. 개요 가. 정의및필요성 가사지원로봇은가사활동을보조하거나자율적으로가정환경을판단하여스스로정해진가사 를지원해주는미래지능형로봇으로정의 가사지원로봇은인간의가사노동력을대신하거나돕는로봇이므로인간가사노동의다양성극복이가능하며, 업무량과실제가정내필요성을중심으로역할지정및분류 인간가사노동의다양성은로봇기능의다양화를갖추어야하므로로봇기능에맞춰가사노동분류 가정환경자체가매우다양하고불확실하므로이에대처할수있는강건한동작특성요구 가정용로봇의개발목적은인간지원으로인간의가사노동을대신함으로써인간과가장밀접한존재이자공존이가능한형태로써인간친화적인외형요구 가정내에서가족구성원과함께하는로봇이므로다른로봇보다 Human Robot Interaction 기술이우선 로봇시장창출을위해서는새로운가사지원기능을보유하기보다는가정에서사용하는가전제 품에로봇기능을부여함으로써적용분야가다양화가능 비전문적인일반사용자를대상으로해야하므로로봇기능이부가되면서사용자의관리및편 리성보유필요 현재까지가장필요성이부각되지만시장이형성되지못한분야이기에기능적표준화의정립우선 38

47 전략제품 현황분석 나. 범위 (1) 제품분류 관점 로봇 제품에서 제공하는 서비스를 기준으로, 청소서비스 로봇과 정리정돈, 설거지 등의 서비스 를 제공하는 생활지원 로봇과 홈모니터링, 공기청정, 공기조절등 의 서비스를 제공하는 홈케어 로봇으로 구분됨 청소서비스 로봇에는 실내외 청소로봇, 유리창 청소로봇, 벽면청소 로봇, 잔디깎기로봇, 쓰레기 처 리 로봇 등으로 정의 생활지원 로봇에는 주방도우미로봇, 주방로봇, 심부름 로봇, 정리정돈로봇, 세탁로봇, 미용로봇 등 으로 정의 홈케어 로봇에는 가정용 공조관리 로봇, 공기청정기 로봇, 홈모니터링 로봇 등으로 정의 가사지원 로봇은 타분야 로봇보다 사용자와의 원활한 상호작용(HRI, Human-Robot Interface) 을 필요로 하며, 비구조화된 일반가정환경에서 작동하는 만큼, 환경인식, 위치인식 등 불확실성 을 다루는 인공지능 기술이 요구됨 이를 위해 기계시각(machine vision), 위치인식(self localization) 기술들이 연구되고 있음 로봇의 지능성과 인식성을 높이는 대신, 가정환경을 홈네트워크화, 지능화, 자동화하는 스마트홈 환경으로 만들고, 가정용 로봇과 홈네트워크를 연동시키는 네트워크연동기술에 대한 연구도 필요함 문턱과 계단을 승월하는 자율이동 메카니즘의 기술도 핵심기술로 대두됨 [ 제품분류 관점 기술범위 ] 전략제품 가사지원 로봇 제품분류 관점 세부기술 청소서비스 로봇 실내 자율주행 및 경로제어 기술, 청소로봇의 자기위치인식 기술, 자율주행을 위한 영상기반 센서기술, 자율주행을 위한 휠 모듈 기술 자율주행 맵 표현기술, 환경신호 기반의 상황인지 및 판단기술, 다양한 정보기기와의 연동 기술 생활지원 로봇 실내 자율주행 및 경로제어 기술, 자율주행을 위한 영상기반 센서기술, 환경신호 기반의 상황인지 및 판단기술, 가사지원 로봇을 위한 소프트웨어 아키텍처기술, 학습지능 기술, 매니퓰레이션 및 파지기술, 다양한 정보기기와의 연동 기술 홈케어 로봇 실내 자율주행 및 경로제어 기술, 자율주행을 위한 영상기반 센서기술, 환경신호 기반의 상황인지 및 판단기술, 학습지능 기술, 다양한 정보기기와의 연동 기술, 홈케어 관련 특화기술(공기정화, 공조 등) 39

48 가사지원로봇 (2) 공급망관점 국내서비스용로봇관련분야의전체시장은약 6,000 억원 (2014 년 ) 으로지속적인성장추세를 보이고있으며, 현재규모에서지속적으로성장을유지할것으로전망 현재의가사지원로봇의대부분은국내외를막론하고, 가정용청소로봇의점유율이독보적인 상황임 가정용청소로봇은국내제조기업으로는삼성전자, LG전자, 유진로봇, 한울로보틱스, 파인로보틱스가있고, 이들의제품성능은가정용건식청소로봇국제표준 (IEC Cleaning robots for householduse - Dry cleaning: Methods of measuring performance) 의수준을만족하는국제경쟁력을갖춘제품들임 현재저가시장은중국에서수입되고있는제품들이대부분으로단순이동방식에브러쉬, 진공흡입, 청소포 ( 부직포 ) 등의단순기능을탑재한형태로제품화하여출시되어있음 최근가정용건식청소로봇이아닌물걸레청소로봇이출시되어관심을받고있는데, 파인로보틱스 (i sense) 와에브리봇 (Everybot) 이제품을판매하고있고, 해외기업으로는 irobot(braava) 가있음 이들제품들은기존의가정용건식청소로봇의진공흡입부분을포함하지않고, 걸레에물기를지속할수있는구조를장착한제품들로, 기존의건식청소로봇에장착된물걸레기능과차별된성능으로시장에좋은반응을얻고있음 유리창청소로봇은국내에서 2010 년경일심글로벌에서최초로개발한이후알에프에서 윈도우 메이트 라는제품을출시하였고, 마그넥스로보틱스 ( 대만 ) 에서개발한 Hobot 이판매되고있음 그외의가사지원로봇은전세계적으로일부분야 ( 실외청소로봇, 쓰레기수거로봇, 잔디깎기 로봇 ) 에국한된소수시장만이활성화되어있고그외에분야의경우거의연구개발도입단 계가다수 국책연구소, 대학연구소등에서아이디어개발과기술확보차원에서이루어지고있는제품들로는요리로봇, 가사지원로봇 ( 수건개기 ) 등을선보인상황임. 따라서아직까지이분야에대한특징적인제품군이드러나있지않지만향후기술개발의가속화, 관련산업의발전을통해새로운시장이창출될것으로보고있음 이분야의제품화및상용화의관건은원천기술인액추에이터및관련센서부분의기술개발이 40

49 전략제품 현황분석 가장 중요하며, 이는 다른 산업 분야로의 파급 효과도 큰 상당한 규모의 산업 Value Chain 형성 할 수 있을 것으로 예상됨 가사지원 로봇은 스마트 기기, IoT 디바이스의 발달과 현재 관심이 폭발적으로 증대되고 있는 스마트홈 서비스의 실현 등의 환경, 그리고 홈서비스 로봇, 소셜로봇 등의 관심을 증대로 향후 발전 가능성 또한 증가되고 있는 현황 출처 : [ 스마트 홈 개념도 ] [ 공급망 관점 기술범위 ] 전략제품 가사지원 로봇 공급망 관점 세부기술 로봇 모듈 분야 각종센서, 카메라 모듈, 영상처리 모듈, 음성처리 모듈, 모터제어기, 모터/액추에이터, 배터리, 메커니즘 모듈, 주행모듈, 머니퓰레이터 모듈, 조작 모듈, 제어모듈 로봇제품 분야 실내외 청소로봇, 유리창 청소로봇, 벽면청소 로봇, 잔디깎기로봇, 쓰레기 처리 로봇, 주방도우미로봇, 주방로봇, 심부름 로봇, 정리정돈로봇, 세탁로봇, 미용로봇, 가정용 공조관리 로봇, 공기청정기 로봇, 홈모니터링 로봇 가사지원 로봇 서비스 네트워크 연동 서비스, 영상/음성처리 서비스, 홈 모니터링 서비스, 원격제어 서비스, IoT연동 서비스, 41

50 가사지원로봇 2. 산업환경분석 가. 산업특징및구조 (1) 산업의특징 가사지원로봇기술은기계, 전기, 전자, 통신및네트워크기술의유기적인융합과의연계가 시급하며, 특히기능적인수행뿐만아니라인간과공존하는특성이있으므로안정성과신뢰성 의확보가중요한제품 관련원천기술개발및상품화는지속적인기술개발과현장적용기술이융합되어야상용화가 가능한구조로대량생산이가능한제품을얻어내기위해서는목표작업분석및이를제품 화하기위한상당한수준의이해및연구필요 현재대기업의시장점유율보다중소기업의시장점유율이높은중소기업형산업 대기업제품이중소기업제품에비해기능적완성도는높지만가격경쟁력이낮아제품판매율에따른시장점유율이우수한반면에, 기능측면에서의만족도는미흡 대기업제품들도합당한가격확보를못한채정책적인가격으로소비자가격이책정되어있는상황 현재까지출시되어있는대부분의가사지원로봇들은선제품출시후시장형성구조를가지 고있으며이로인해중소기업제품의초기시장점유율이우수 고령화와 1인가구증가는간편함과편리함을추구하는소비자들의니즈에충족하며로봇청소기시장성장의밑바탕이됨. 기존로봇청소기는단점으로지적되던소음, 흡입력, 비싼가격대를이유로유선청소기혹은직접청소를선호하는소비자들에게어필하지못했지만, 스마트가전제품에대한수요가증가하면서최신기술을탑재한로봇청소기에대한관심도증가함. (2) 산업의구조 전방산업으로육아및아동교육지원, 가전산업연계, 스마트홈연계등이있어 IT 산업, 교육 산업등과의융합을통한글로벌기술경쟁력선점이요구되는산업 후방산업으로 ICT 산업과연계되어가사지원의첨단화에기여할것으로예상되며, 지속적으로 42

51 전략제품현황분석 수요가증가할것으로전망되는산업 [ 가사지원로봇중심의산업구조 ] 후방산업가사지원로봇전방산업 각종센서모듈관련산업, 모터ㆍ액추에이터산업, 배터리및관련모듈산업, IoT 모듈산업, 시스템설계및제어산업, 제품 감성디자인산업, IT 기술기반 SW 산업, BT 산업 실내청소로봇, 유리 벽청소로봇, 주방로봇, 잔디깎기로봇, 펫로봇, 무인경비로봇, 미용로봇 가전산업연계, 스마트홈연계, 조경관리산업연계, 방범및보안시스템연계, 라이프케어로봇연계등 로봇과 ICT 기술의접목으로로봇의활용성증대 네트워크기반으로인식, 판단등의로봇지능이혁신적으로개선되며, 유비쿼터스, 사물인터넷기술을통해다양한정보의능동적수집및적절한행동구현가능 미국에서는국방로봇 원천기술력을활용한 Co-Robot 산업화에 7천만달러를투자 (National Robotics Initiative) 하고개방형S/W 데이터공유 호환성등에기반한 Cloud Robotics 구축병행 로봇지능기술의발전에따라인간과대화및감정교류가가능한 HRI 기술을구현한로봇제품의증대 (Pepper, Jibo 등 ) 43

52 가사지원로봇 나. 경쟁환경 시장점유율이큰청소로봇에대한경쟁환경분석 세계에서가장큰로봇청소기업체 : irobot - 현재글로벌로봇청소기시장에서약 70% 의높은점유율을보이고있는 irobot은스마트홈통합과함께클라우드기반스마트폰앱으로서비스를제공하며, 소비자들의편의성과높은흡입력으로로봇청소기의단점을보완함. - 로봇청소기뿐만아니라바닥청소로봇, 수영장청소로봇, 교육용로봇, 병원용등다양한분야에서로봇을사용하는데일조하고있는 irobot은인공지능 (AI) 을통해제품을계속진화시키고있음. - irobot은스마트홈이향후중요한트렌드로자리잡을것이라예상하며간편하고, 자동화, 개인화된 3세대스마트홈에초점을맞춰제품개발및출시에주력할것으로예상됨. [ irobot 로봇청소기 Roomba 제품중일부모델 ] 로봇청소기시장폭발적성장, 대기업앞다투어진출및연구개발투자증가 - 기존영국다이슨, 스웨덴일렉트로룩스등유럽가전업체에서주도하던로봇청소기는 2013년부터다양한산업에서로봇청소기시장에뛰어들며본격적으로고급화가시작됨. 인공지능, AR 등최신기능을탑재한다양한제품이출시및개발되며청소기관련연구개발 (R&D) 투자도꾸준히증가하고있음 - 맞벌이, 1인가구, 애완동물을기르는가구, 신혼부부등이점차늘어남에따라로봇청소기시장에도긍정적인영향을미칠것으로전망됨. 삼성전자, LG 등기술력을갖춘대기업들이점차성장하고있는로봇청소기시장에관심을가지며제품을출시하고있으며, 꾸준한연구개발 (R&D) 을통해더욱최첨단기능을갖춘제품들이출시될전망임 다양한마케팅으로제품의가시성확보및유통채널다각화필요 - 로봇청소기의수요가증가하고있지만제품을구매하는주요소비층은밀레니엄세대로, 제품마케팅을위해서는 SNS, 온라인등의유통채널을통해제품을알리고장점을강조하는전략이필요함 - 높은가격대로제품구매를망설이는소비자들을공략하기위해서는최첨단기능을탑재한제품보다, 특정기능을더욱강화하고제품의가격경쟁력을확보하는것이좋은방안이될것으로보임 44

53 전략제품 현황분석 - 백화점, 대형 유통업체 매장 판매뿐만 아니라 온라인, 홈쇼핑 등을 통해 제품을 판매해 다양한 유통채널을 확보하는 것이 필요할 것으로 전망됨 향후 청소기 시장에서 로봇청소기 제품 인기 지속 전망 - 최신 기술을 탑재한 다양한 로봇청소기 제품이 꾸준히 출시되면서 기존의 단점으로 뽑히던 흡입 력, 충전주기, 청소력에 대한 보완이 이루어지고, 소비자들의 좋은 반응이 이어질 것으로 전망됨 - 부담스러운 가격대로 구매를 고민하던 소비자들을 위해 부담 없이 구매할 수 있는 100달러, 200달러 로봇청소기 제품군이 증가하면서 향후 로봇청소기를 사용하는 소비자들이 더욱 증가할 것으로 보임 [ 제품분류별 경쟁자 ] 구분 경쟁환경 기술분류 로봇부품 및 부분품 로봇제품 로봇서비스 주요 품목 및 기술 각종센서, 카메라 모듈, 영상처리 모듈, 음성처리 모듈, 모터제어기, 모터/액추에이터, 배터리, 메커니즘 모듈, 주행모듈, 머니퓰레이터 모듈, 조작 모듈, 로봇용 소프트웨어 청소서비스 로봇, 생활지원 로봇, 홈케어 로봇 네트워크 연동 서비스, 영상/음성처리 서비스, 홈 모니터링 서비스, 원격제어 서비스, IoT연동 서비스, 해외기업 maxon motor, Kollmorgen, Sharp, Murata, Sony, DFR, SICK AG, Hokuyo, Electrolux, Kärcher, irobot,evolution Robotics, Dyson, Friendly Robotics, Husqvarna, Xiaomi, Vileda Google, Softbank, AT&T, Verizon, Telefonica, Deutsche Telecom 국내기업 누리로봇, 하이젠모터, 광전자, 레이닉스, 센서텍, 하기소닉, 얄리 한국LPS 휴앤텍, 엠씨넥스, 마이크로인피니티, 로보큐브테크, 피플앤드테크놀러지 SKC, LG화학, 코캄배터리, 이레텍 삼성전자, LG전자, 유진로봇, 파인로보틱스, 알에프, 에브리봇, 아이로, 바램시스템, 한국설제, 코어벨 SK텔레콤/SK브로드밴드, LG U+, KT, 네이버랩스, 바램시스템 45

54 가사지원로봇 다. 전후방산업환경 로봇산업은타분야에대한기술적파급효과가큰첨단기술의복합체이며향후자동차산업규 모이상의성장잠재력을가진미래스타산업이라고할수있음 개인서비스용로봇의전방연관산업을보면통신산업홈네트워크산업, 보안경비산업, 엔터테인먼트산업, 건강산업, 실버산업, 등을들수있음. 로봇산업의후방산업으로는전기 / 전자부품산업, 기계 / 제어산업, 컨텐츠산업, S/W 산업, 시험 설비산업, IT 산업, 금형사출산업, 네트워크산업, 통신산업등광범위한후방산업에파급효과발 생 후방산업의경우, 로봇의신뢰성및원가에큰영향을미치므로로봇제조업체와의유기적인 협력개발을통해초기로봇시장의창출에적극협력할필요성이큼 로봇산업의성장은후방산업에보다많은수요창출을의미하므로협력개발및설비확충등유 발투자가능성매우높음 개인서비스용로봇의전방산업으로는통신서비스업, 홈네트워크산업, 보안경비산업, 엔터테인먼트산업, 건강산업, 실버산업, 각종서비스산업등이있으며, 전방산업의영향을받기보다는주로전방산업의경쟁력향상과시장확대에기폭제로작용할전망 소가족화, 개인화에따른애완로봇, 동반자로봇, 원격로봇등가족의빈자리를메꿔줄수있는개인용로봇산업의활성화기대 총 1인가구수 ( 통계청 ) : ( 10)4,153,000가구(24%) ( 35)7,628,000가구(34.3%) 소셜로봇, 개인엔터테인먼트로봇, 애완로봇, 동반자로봇등다양한개인용로봇산업의활성화기대 - 유럽에서는 14년부터연구 혁신프로그램 Horizon 2020 을통해국민의지속가능복지를위한 로봇동반자 (RoboCom)" 프로젝트추진예정 교육 / 양육보조에대한로봇의활용기대 건강한삶에대한욕구증가로수술로봇, 재활로봇등의료서비스로봇과건강유지를위한가정용운동보조로봇등의출현예상 가사노동을대신할수있는청소로봇, 정리정돈로봇등의수요증가 46

55 전략제품 현황분석 3. 시장환경분석 가. 세계시장 개인서비스용 로봇 수요 증가에 따라 교육 가사도우미 로봇, 육아 돌봄 로봇, 스마트 홈 서비 스 로봇 SW, 라이프케어 로봇 시장 등이 지속 확대될 전망이며, 향후 가사지원 로봇 시장규모 가 그 비중을 점차 확대 추세 가사지원 로봇 분야의 세계시장 규모는 2015년 1,172백만 달러 규모로 추산되며, 2017년 이 후 2020년까지 연평균 41.3%로 급성장해 성장하여 9,263백만 달러의 시장을 형성할 것으로 전망 [ 가사지원로봇 분야의 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 백만 달러, %) 구분 15 세계시장 1, , , , , ,263 CAGR ('13~'15) 0.9 * 출처: World Robotics 2015(IFR: International Federation of Robotics, '15.9), World Robotics 2016(IFR: International Federation of Robotics, '15.9)자료를 참고하여 전망치 추정 출처 : World Robotics 2016(IFR: International Federation of Robotics, '15.9) [ 가사지원로봇 판매 대수 현황 및 전망 ] 47

56 가사지원로봇 출처 : World Robotics 2016(IFR: International Federation of Robotics, '15.9) [ 가사지원로봇 매출 현황 및 전망 ] 나. 국내시장 가사지원로봇 분야의 국내시장 규모는 2015년 2,939억 원 규모로 추산되며, 2020년까지 연 평균 14% 성장하여 5,439억 원의 시장 형성이 전망됨 [ 가사지원로봇의 국내 시장규모 및 전망 ] (단위 : 억 원, %) 구분 국내시장 15 2, , , , , ,439 CAGR ('13~'15) 16.4 * 출처: 지능형로봇 2015 실행계획 ( , 관계부처 합동), 국내외 로봇산업 동향 ( 한국로봇산업진흥원), Insight China: 중국 산업용 로봇시장 보고서 ( , 한국 무역협회)등의 자료를 참고하여 전망치 추정 48

57 전략제품 현황분석 다. 무역현황 국내 개인서비스용 로봇의 수출금액은 11년 3,279억 원에서 연평균 1.1%씩 증가해 15년 3,421억 원으로 증가함 국내 개인서비스용 로봇의 수입금액은 11년 1,349억 원에서 연평균 13.1%씩 감소해 15년 769억 원으로 감소함 무역수지는 점차 상승세를 타고 있으며, 무역특화지수는 15년 0.63으로 수출특화상태인 것으 로 분석됨 [ 서비스용 로봇 무역현황 ] (단위 : 억 원, %) 구분 CAGR ('11~'15) 15 수출금액 3,279 3,314 3,029 3,385 3,421 수입금액 1,349 1,172 1, 무역수지 1,930 2,142 1,825 2,500 2,652 무역특화지수* * 무역특화지수 = (상품의 총수출액-총수입액)/(총수출액+총수입액)으로 산출되며, 지수가 0인 경우 비교우위는 중간정도이며, 1 이면 완전 수출특화상태를 말함. 지수가 -1이면 완전 수입특화 상태로 수출물량이 전혀 없을 뿐만 아니라 수입만 한다는 뜻 * 자료 : 관세청 수출입무역통계 HS-Code(6자리 기준) 활용 49

58 가사지원로봇 4. 기술환경분석 가. 기술개발트렌드 기술개요와선정이유 기술개요 일반가정내에서인간과함께생활하며가사활동을보조하거나자율적으로가장환경을판단하 여스스로정해진가사를지원해주는미래지능형로봇 선정이유 일반가정내에서인간과함께생활하며가사활동을보조하거나자율적으로가장환경을판단하여스스로정해진가사를지원해주는미래지능형로봇으로, 개인서비스용로봇수요증가에따라가사도우미로봇, 육아돌봄로봇, 스마트홈서비스로봇 SW, 라이프케어로봇등다른로봇시장과함께향후가사지원로봇시장규모비중이확대되는추세임 상호작용이가능한로봇이가정내일상업무를지원하며, 정서지원, 엔터테인먼트제공 등의용도로넓은범위에서활용됨 대상확인, 인식, 위치확인등의기술및수집된데이터를기반으로사람의행동패턴을이해하고상호작용하며서비스제공함 최근맥락인식기반의감지메커니즘개선으로상황을인식하고, 타로봇과상호작용하여상황확인및대처하는시스템개발함 이를통해가정내화재, 소음등다양한불편 위험요인을확인하고개선하는역할을수행함 기존장난감및청소기기능의로봇외, 집사, 엔터테인먼트제공, 보다정교한가사노동분담등에다용도로활용가능성이확대됨 ( 주요혁신참여자 ) irobot, 버클리대학교, RoboEarth, Robotis, Aldebaran Robotics, KAIST, Honda 등 1) 웹기반의개방형서비스환경에서의스마트홈기기및정보를연결하여상용 IoT 기기 들과의관리및제어호환성, 생태계구축을위한개방형아키텍처표준기술개발함 스마트웹오브젝트 (SWOA) 요소기술개발을통한웹오브젝트실시간조회서비스개발함 1) 출처 : 'Internal Report; 로봇분야기술시장정책동향분석 ', 한국전자통신연구원,

59 전략제품 현황분석 실시간 홈정보 수집 자원 관리자 시제품, 저사양 디바이스 지원 접속/인터페이스 모듈, 가상 가전 객체지원 에뮬레이터 프로토타입 개발함 통신사 제조사 플랫폼사 간 서비스 융합 현상이 홈시장을 중심으로 전개되고 있고, 개방형 스마 트 허브화를 통해 스마트 홈 기술 발전이 가속화되고 있음 제조사는 운영체제(OS)를 탑재한 스마트TV를 중심으로 냉장고 세탁기 등 가전기기들을 연동하여 각종 가전기기 상태 모니터링, 음성명령 기기제어 등을 구현함 통신사는 스마트폰과 가전제품을 연동하고 홈네트워크와 스마트폰간 연결로 가전기기 보안과 자동 화에 초점을 맞춘 디지털라이프를 지향하고 있으며, 최근 다양한 IoT홈 서비스를 출시하고 있음 다양한 스마트홈 제품 서비스 간 연동기술 개발, 상호호환성 확보, 데이터분석기반 스마트홈 융합 서비스 모델 발굴, 인공지능기술 등을 활용한 맞춤형 스마트홈 서비스 제공, 스마트홈 기술표준 가이드라인 마련 등으로 스마트홈 활성화를 추진 중임2) * 출처: '홈정보가전 2015년 연구분야 및 주요성과', 한국산업기술평가관리원, [ 홈정보가전 기술 발전 전망 ] 2) 출처 : 중소기업이 알아야 할 최근 ICT 융합 관련 분야별 기술변화 트렌드, 정보통신산업연구원,

60 가사지원로봇 나. 주요업체별 기술개발동향 (1) 해외업체동향 2016년 1월 6일부터 9일까지 미국 라스베이거스에서 열린 세계가전전시회(CES) 참가한 로봇 업체의 최근 가사지원 로봇 기술적용 최근 제품을 중심으로 아래 표로 정리함 [ 가사지원 로봇 기술적용 최근 제품 - 1 ] 주요 제품 회사명 구분 주요 특징 움직이는 냉장고 로봇 Haier (중국) 백주, 음료수 냉장 가능 가사용 로봇 무선 조종, 음성인식, 로봇 특유 기계음 월트디즈니 재팬과 라이센스 계약 일본 중심으로 판매 예정 R2-D2 세계 최초 빨래 개는 로봇 Seven dreamers laboratories 세탁물 자동 건조 및 정리 가사용 로봇 5~10분 소요 파나소닉과 건축회사 다이와하우스 와 협력하여 2018년 상용화 (일본) 예정 Laundroid Branto (미국) 가사용 로봇 홈시큐리티 및 스마트홈 기능 제공 뮤직 & 오디오북 기능 Branto 짐을 이동시켜주는 로봇 Five Elements Robotics 가사용 로봇 (미국) 사람 자동 추종 및 수동 조종 가능 접을 수 있어 운반이 용이 스마트디바이스 연동 Budgee 주인을 따라가는 캐리어 로봇 스마트폰과 페어링하면 내장카메라를 통해 주인의 움직임을 감지 NUA Robotics (이스라엘) NUA 해 트래킹 가사용 로봇 스마트폰 충전 기능 도난 방지 알람 무게와 위치를 스마트폰으로 전송 * 출처 CES 2016로봇 동향, 한국로봇산업협회,

61 전략제품 현황분석 [ 가사지원 로봇 기술적용 최근 제품 - 2 ] 주요 제품 회사명 구분 주요 특징 예약 및 타이머 기능 Panasonic 가사용 로봇 위치 지정 및 수동 조종 기능 (일본) (로봇청소기) 추락방지, 적외선, 초음파 센서 탑재 삼각형 형태로 구석 청소 용이 RULO ECOVACS Robotics (중국) 가사용 로봇 걸레질, 애완동물 털과 엉킴 제거, 청소 후 쓰레기 필터 자동 제 거 등에 따라 다양한 제품 라인업 보유 (로봇청소기) Deebot ECOVACS Robotics (중국) 유리창 청소 로봇(거울, 문도 청소 가능) 가사용 로봇 RF기반 원격 청소 가능 (로봇청소기) 청소경로 분석을 통한 속도 및 효율성 증대 태양광 패널 청소, 이동형 공기정화 로봇도 개발 Winbot 730 셀프 충전시스템 탑재 irobot 가사용 로봇 (미국) (로봇청소기) 멀티 룸 내비게이션 탑재 청소 수준 설정 스마트폰 어플리케이션 연동 카펫 부스트 기능 Roomba 980 Xiamen C565 Seebest 가사용 로봇 Technology (로봇청소기) 습식/건식 걸레질, 일반 진공청소 등 청소 기능에 따라 다양한 모 델 제공 (중국) * 출처 CES 2016로봇 동향, 한국로봇산업협회,

62 가사지원로봇 (2) 국내업체동향 2016년 1월 6일부터 9일까지 미국 라스베이거스에서 열린 세계가전전시회(CES) 참가한 로봇 업체의 최근 가사지원 로봇 기술적용 최근 제품을 중심으로 아래 표로 정리함 [ 가사지원 로봇 기술적용 최근 국내 제품 ] 주요 제품 회사명 구분 주요 특징 Wi-Fi 기반 외부에서 스마트폰으로 청소 예약, 시작, 종료 등 원 삼성전자 가사용 로봇 (로봇청소기) 파워봇 터보 VR9350 격 조작 가능 청소한 실내구조를 도식화한 평면도를 스마트폰 앱에 전송하고 필요구역만 청소 가능 기존 파워봇보다 약 1.4배 흡입력 강화 스마트폰 앱과 연동하여 증강현실을 기반으로 필요한 곳을 청소 LG전자 가사용 로봇 앱 또는 메신저 기반 원격 조작 가능 (로봇청소기) 원격 모니터링 및 집안에서 사물이 움직일 시 5회 연속 촬영 후 스마트폰으로 전송하는 감시 기능 로보킹 터보 플러스 반려동물 자동 급식 로봇 세온전자 가사용 로봇 스마트폰 어플리케이션과 연동하여 급식 시간과 급식량 설정 카메라를 통해 반려동물 상태 확인 중소형 중대형 모델 판매 카르미 2 54

63 전략제품현황분석 다. 기술인프라현황 글로벌로봇 ( 관련 ) 정책동향 일본 무인항공기의운항규칙을정비한항공법개정안발효 아베총리, 제 2회 관민대화 에서제 4차산업혁명을위한과제논의 문무과학성 교육과정기획특별부회 에서정보교육보강논의 2016년판일본재흥전략 GDP600조엔달성을위한성장전략 발표 14년로봇도입실증사업사례집발표및 16년사업공모 경제산업성, 제4차혁명대응을위한 신산업구조비전 중간정리공표 미국 연방항공국 (FAA), 소형드론온라인등록제시행 오바마대통령 Computer Science for All 계획발표 시카고내공립고등학교 컴퓨터과학 졸업필수과목지정 영국 G20 국가중최초 Computing 과목필수지정 중국 로봇산업발전계획 ( ) 발표 한국 무인항공기전용주파수이용위한 항공업무용무선설비의기술기준 개정 국토교통부, 무인비행장치활성화지원추진로드맵 발표 SW교육과로봇을연계하는시범사업추진 SW교육확대및 SW인재양성을위한지원사업본격화 신산업분야성장동력창출을위한정책방향발표 55

64 가사지원로봇 인공지능관련지원정책확대 3) 일본 인공지능연구개발에 10 년간 1,000 억엔투자계획발표 중국 인터넷 + 인공지능 3 년행동계획 프로젝트지속추진 미국 인간의뇌연구를위한 Brain Initiative 프로젝트지속추진 한국 산업통상자원부, 인공지능의응용 산업화촉진을위한지원방침발표 3) 출처 : ROBOT NEWS & INFO, 한국로봇산업진흥원,

65 전략제품 현황분석 라. 특허동향 분석 (1) 연도별 출원동향 가사지원 로봇 기술의 지난 7년( 10~ 16) 간 출원동향4)을 살펴보면 연도별로 출원경향이 증가 와 감소를 반복하고 있어 지속적으로 가사지원 로봇 관련 기술이 개발되고 있는 것으로 보임 각 국가별로 살펴보면 대다수를 차지하는 미국 출원이 증가와 감소를 반복하고 있고, 유럽, 일본, 한국은 미국에 비해 출원건수는 적으나 꾸준한 출원을 하고 있는 것으로 판단됨 국가별 출원비중을 살펴보면 미국이 69.4%를 차지, 최대 출원국으로서 가사지원 로봇 기술을 리드하고 있는 것으로 나타났으며, 유럽이 14.8%, 일본이 14.1%로 비슷한 수준의 출원비중 을 보이고 있으나 그에 비해 국내 한국출원은 1.7%로 미미함 [ 가사지원 로봇 관련기술 연도별 출원동향 ] 4) 특허출원 후 1년 6개월이 경과하여야 공개되는 특허제도의 특성상 실제 출원이 이루어졌으나 아직 공개되지 않은 미공개데이터가 존 재하여 2015, 2016년 데이터가 적게 나타나는 것에 대하여 유의해야 함 57

66 가사지원로봇 (2) 국가별출원현황 미국의출원현황을살펴보면내국인출원은비교적일정한출원건수를보이고있으므로, 외국 국적출원인의출원으로증가와감소가결정되고있음 한국의출원현황을살펴보면가사지원로봇기술관련출원이미미하여그경향을파악하기어려운상황임 외국인출원은적고대부분내국인이출원한것으로확인되나, 한국의출원건수가적어명확한의미를찾기는어려움 일본은내국인출원에집중되어있으며, 외국인출원은 1~28% 만차지함 유럽출원은유럽인과외국인출원이비교적비슷하게출원된것으로확인됨 [ 국가별출원현황 ] 58

67 전략제품 현황분석 (3) 투입기술 및 융합성 분석 가사지원 로봇 기술의 투입기술을 확인하기 위하여 특허분류코드인 IPC Code5)를 통하여 살펴 본 결과 가사지원 로봇 기술의 가장 높은 IPC는 A47J 기술분야가 123건, G03G 기술분야가 120건으로 많은 부분을 차지하고 있으며, 이어서 B08B가 63건으로 다수를 차지함 이외에 A47L 51건, G06Q 47건, G06F 40건, F24C 33건, A61B 28건, H05B 27건, H01L 26건 순으로 기술이 투입되어 있어 가사지원 로봇 분야에 다양한 기술이 융합되어 존재함 더불어 해당 IPC의 특허인용수명을 살펴보면 A47J 기술분야의 수명이 11년으로 가장 긴 것으로 나타났으며, G06Q 기술분야는 4년으로 가장 짧은 것으로 분석됨 [ 가사지원 로봇 기술분야 상위 투입기술 ] IPC 기술내용 특허인용수명(TCT)6) A47J 주방 장비, 커피 분쇄기, 향신료 분쇄기, 음료를 만드는 장치 11년 G03G 일렉트로그래피; 전자사진; 마그네토그래피 6년 B08B 청소일반; 오염방지일반 9년 A47L 가정의 세정 또는 청정; 흡입청소기 일반 G06Q 관리용, 상업용, 금융용, 경영용, 감독용 또는 예측용으로 특히 적합한 데이 터 처리 시스템 또는 방법; 그 밖에 분류되지 않는 관리용, 상업용, 금융용, 경영용, 감독용 또는 예측용으로 특히 적합한 시스템 또는 방법 4년 G06F 전기에 의한 디지털 데이터처리 6년 F24C 기타의 가정용 스토브 또는 레인지; 일반적으로 적용되는 가정용 스토브 또 는 레인지의 세부 9년 A61B 진단; 수술; 개인 식별 9년 H05B 전기가열; 달리 분류되지 않는 전기조명 8년 H01L 반도체 장치; 다른 곳에 속하지 않는 전기적 고체 장치 6년 11년 5) 전세계적으로 통용되고 있는 국제특허분류(IPC: International Patent Classification)를 통해 특허정보 기술분야에서 공지기술을 조사 할 수 있으며, 기술 및 권리정보에 용이하게 접근 가능 6) 특허인용수명 지수는 후방인용(Backward Citation)에 기반한 특허인용수명의 평균, Q1, Q2(중앙값), Q3에 대한 통계값을 제시함. 특히 이와 같이 산출된 Q2는 TCT(Technology Cycle Time, 기술순환주기 또는 기술수명주기)라고 부름 59

68 가사지원로봇 투입기술이가장많은 A47J 분야와융합이높게이루어진기술은 A23L 분야로나타났으며 F24C, F24B 분야와도융합된기술의건수가높은것으로분석됨 이외에 G03G 분야와융합된기술은 A47L, B08B, C08G 분야와융합된기술이많은것으로나타났으며, B08B 분야와융합된기술은 A46B, A47L, B61B 기술로분석됨 [ 가사지원로봇분야 IPC 기술및융합성 ] (4) 주요출원인분석 세계주요출원인을살펴보면주로일본의출원인이다수의특허를보유하고있는것으로나타났으며, 미국과한국출원인의출원건수도확인됨 주일본출원인을살펴보면 CANON KK, FUJI XEROX CO, RICOH CO 등이다수출원을하고있으며, 이들주요일본출원인은주로일본본국보다는미국출원건수가비교적높은것으로나타남 출원건수 1위의출원인은한국기업인삼성전자이며, 그뒤를일본국적출원인이다수차지하고있고, 미국출원인에는 INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP, GENERAL ELECTRIC CO가있었으며, 대만회사 HON HAI PRECISION IND CO도일부특허를확보하고있음 60

69 전략제품현황분석 일본기업인 KYOCERA DOCUMENT SOLUTIONS 가 3 극패밀리수 3 건으로다국적으로시장 을확보하며출원을하고있는것으로보이며, CANON 과삼성전자가각각 2 건씩으로일부국 가에출원을하고있는것으로나타남 일본기업인 RICOH CO LTD 이확보한특허의피인용지수가 3.25 로가장높게나타나원천기 술을다수보유하고있는것으로분석됨 [ 주요출원인의출원현황 ] 주요출원인 국가 주요 IP시장국 ( 건수 %) 한국미국일본유럽 IP 시 장국 종합 3 극 패밀 리수 ( 건 ) 피인용 지수 주력기술분야 삼성전자 한국 % 96% 0% 0% 미국 Cleaning unit CANON KK 일본 % 100% 0% 0% 미국 Cleaning device FUJI XEROX CO LTD 일본 % 100% 0% 0% 미국 Cleaning device RICOH CO LTD 일본 % 100% 0% 0% 미국 Image forming apparatus BROTHER KOGYO KK 일본 % 100% 0% 0% 미국 0 0 Image forming apparatus TOKYO ELECTRON LTD 일본 % 100% 0% 0% 미국 0 0 Joint system INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP 미국 % 100% 0% 0% 미국 음식조리시스템 GENERAL ELECTRIC CO 미국 % 100% 0% 0% 미국 0 0 센서관련 HON HAI PRECISION IND CO LTD 대만 % 100% 0% 0% 미국 0 0 Carbon nanotubes KYOCERA DOCUMENT SOLUTIONS INC 일본 % 100% 0% 0% 미국 3 0 Image forming apparatus 61

70 가사지원로봇 (5) 국내출원인동향 국내출원인동향은대체로미미하나대기업으로현대모터와삼성전자의출원이각각 1 건씩 있었으며, 중소기업으로는핑거콜드, 에스티의출원이각각 1 건씩나타남 기업이외의주요출원인을살펴보면대학으로는한국과학기술연구원이 1 건있으며, 연구소 / 공 공기관에서는가사지원로봇기술분야에출원건이조사되지않았음 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 62

71 전략제품 현황분석 5. 중소기업 환경 가. 중소기업 경쟁력 가사지원 분야의 중소기업 경쟁력은 기술분류별로 차이가 있으나, 모터, 각종센서, 카메라 모듈 등 로봇부품 및 부분품의 경우 양호한 참여가 이루어지고 있는 것으로 나타났으며, 로봇청소기 등 주력 가사제품 분야를 중심으로 로봇제품 분야 참여도 활발한 것으로 나타남. 다만, 고도의 데이 터 분석, 네트워크 망 등 투자를 필요로 하는 로봇서비스 분야는 경쟁력이 낮은 것으로 수준임 [ 가사지원 로봇 분야 중소기업 현황 ] 기술 분류 주요 기술 중소기업 대기업 중소기업 중소기업 참여영역 SKC, LG화학 누리로봇, 하이젠모터, 광전자, 레이닉스, 센서텍, 하기소닉, 얄리 한국LPS 휴앤텍, 엠씨넥스, 마이크로인피니티, 로보큐브테크, 피플앤드테크놀러지, 코캄배터리, 이레텍 모터,각종센서,모듈, 위치인식 기술, 카메라 모듈, 모터컨트롤러 청소서비스 로봇, 생활지원 로봇, 홈케어 로봇 홈 모니터링 서비스 로봇부품 및 부분품 각종센서, 카메라 모듈, 영상처리 모듈, 음성처리 모듈, 모터제어기, 모터/액추에이터, 배터리, 메커니즘 모듈, 주행모듈, 머니퓰레이터 모듈, 조작 모듈, 로봇용소프트웨어, 위치인식 기술 로봇 제품 청소서비스 로봇, 생활지원 로봇, 홈케어 로봇 삼성전자, LG전자 유진로봇, 파인로보틱스, 알에프, 에브리봇, 아이로, 바램시스템, 한국설제, 코어벨 로봇 서비스 네트워크 연동 서비스, 영상/음성처리 서비스, 홈 모니터링 서비스, 원격제어 서비스, IoT연동 서비스, SK텔레콤/SK 브로드밴드, LG U+, KT, 네이버랩스, 바램시스템 참여정도 * 중소기업 참여정도와 점유율은 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구 분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: ) 63

72 가사지원로봇 나. 중소기업기술수요 가사지원로봇분야의중소기업의기술수요를파악하기위하여중소기업기술수요조사및중소기업청 R&D신청과제 (2013~2015 년 ) 를분석한결과아래표의내용과같은수요들이다수있는것으로분석 가사지원로봇분야에중소기업은최근에자동화기술, 로봇제어및지능화기술, 자동화작동을위한 S/W 개발기술등에연구개발을다수진행해온것으로나타났는데, 이는로봇산업이융복합산업으로하드웨어뿐만아니라, 지능화기술을겸비한자동화관련기술수요가많아졌기때문으로분석됨 [ 가사지원로봇분야과제신청현황및수요조사결과 ] 전략제품기술분류관심기술 기계자동화기술 효율적인텀블러세척기개발 가상현실회전형보행시뮬레이터 핸들링로봇용고하중 Quick Change System 개발 기타로봇 / 자동화기계 관련기술 3DoF 전방향구동과 300mm/s 급카펫주행이가능한로봇플랫폼개발 수중다관절로봇용스마트액추에이터개발 가사로봇 로봇제어및 지능화기술 3D 센서기반의얼굴표정및머리동작캡쳐를통한로봇제어기술개발 헙업용다관절로봇의핵심기술인보급형컴플라이언스관절모듈개발 국제표준형 Remote 모듈기술개발 로봇 / 자동화기계관련 S/W 원격제어와자가진단기능제공을위한사물인터넷과모터및제어기의 융합기술개발 자동화관련계측 / 센서 기술 로봇용초소형 6축힘 / 토크센서기술개발 로봇팔구현을위한나노메쉬구조기반의나노융합유연전자소재를이용한촉감센서및센서모듈개발 무선유도형무인운반차를위한환경인지유도시스템개발 조립 / 정밀이송기술 고정밀도를갖는 ±5 μm급중형 (750w) 및 ±3 μm소형 (50w) 전동액추에 이터 64

73 전략제품현황분석 다. 중소기업핵심기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 가사지원로봇기술의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출 가사지원로봇기술의특허및논문유효데이터를기반으로키워드클러스터링을통하여 12개의요소기술후보군을도출 제품별 dataset 구축 : 가사지원로봇기술관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인-빈도수 (tf-idf) 7) 가상위 30% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 8) 가 2이상인클러스터로제한 ) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 각키워드를나타내는원과키워드간의연관도를나타내는직선으로구성 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 키워드로도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 가사지원로봇기술전략제품의특허 논문유효데이터에대하여키워드클러스터링결과를기반으로요소기술도출 데이터기반의요소기술도출은키워드클러스터링을통해도출된요소기술에대하여전문가의검증및조정을통하여요소기술을도출 7) 빈도수 (tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 8) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 65

74 가사지원로봇 [ 가사지원 로봇 분야 키워드 클러스터링 ] [ 가사지원 로봇 분야 주요 키워드 및 관련문헌 ] No 주요 키워드 클러스터 01 클러스터 02 클러스터 연관도 수치 관련특허/논문 제목 Cleaning member 5~7 1. Floor cleaning apparatus 2. Fiber optic interface device with positionable cleaning cover 3. Solar tracking system with automated cleaning of solar PV modules on virtual instrument Support member 4~6 1. Method and apparatus to support a cleanspace fabricator 2. Refrigerator with contactlessly powered movable member 4~5 1. Distributed presentation software for multiple instantiations in home network 2. Apparatus for Electronic Presentation of Time-Varying Digital Imagery With or Without Accompanying Audio Under a Transparent or Translucent Form in Response to Sensor Data present invention

75 전략제품현황분석 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 04 support structure 4~7 1. Near-infrared hyperspectral imaging in tandem with partial least squares regression and genetic algorithm for non-destructive determination and visualization of Pseudomonas loads in chicken fillets 2. System and method for indicating local IP access support via NAS signaling 클러스터 05 room temperature 4~6 1. Fog removal using laser beam penetration, laser intensity, and geometrical features for 3D measurements in fog-filled room 2. Room temperature growth of InxGa1-xN thin films by mixed source modified activated reactive evaporation 3. Working machine with equipment room 클러스터 06 food processing 4~6 1. Microwavable cooking implements and methods for crisping food items using the same 2. Microwave heating apparatus with food supporting cradle 3. Study on nondestructive rapid identification method of foods containing trans-fatty acids using diffuse near infrared spectroscopy 클러스터 07 클러스터 08 food item 4~5 main body 4~5 1. Microwavable cooking implements and methods for crisping food items using the same 2. Microwave heating apparatus with food supporting cradle 1. Temperature maintenance and regulation of vehicle exhaust catalyst systems with phase change materials 2. Maintenance kit incorporated into sub caliber action device 클러스터 09 heating plate 5~7 1. HIGH SPEED OVEN INCLUDING WIRE MESH HEATING ELEMENTS 2. Technical and economic analysis of electricity generation from forest, fossil, and wood-waste fuels in a Finnish heating plant 클러스터 10 cooking surface 4~5 1. Microwavable cooking implements and methods for crisping food items using the same 2. Influence of optical mirror surface cleanliness levels on laser transmission characteristics 67

76 가사지원로봇 [ 가사지원로봇분야데이터기반요소기술 ] No 요소기술명키워드 요소기술 01 센서관련기술 Sensor 요소기술 02 상황에따른행위선택기술 situated cognition 요소기술 03 음성인식 / 합성기술 speech recognition 요소기술 04 영상인식 / 감정기술 vision recognition 요소기술 05 가사지원로봇용 HRI 표준화기술 standardization 요소기술 06 명령전달기술 order 요소기술 07 이종통신망상호운영성관련기술 interaction 요소기술 08 다양한정보기기와의연동기술 Interworking 요소기술 09 지도 (Map) 관련기술 Map 요소기술 10 위치추정 / 경로계획관련기술 GPS 요소기술 11 장애물회피기술 Obstacle 68

77 전략제품현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여최종요소기술명확정 [ 가사지원로봇분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 자율주행 로봇지능 매니퓰레이션 성능시험평가 센서융합기반상황인식 로봇을이용한가정내 HRI( 인간로봇상호작용 ;Human-Robot Interaction) 및서비스 실내자율주행및경로제어기술청소로봇의자기위치인식기술자율주행을위한영상기반센서기술자율주행을위한휠모듈기술자율주행맵표현기술환경신호기반의상황인지및판단기술가사지원로봇을위한소프트웨어아키텍처기술정보서비스를위한지식추론및정보검색기술감성정보및서비스프레임워크기술학습지능기술사용자감정인식및표현기술매니퓰레이션및파지기술가사도우미로봇용경량머니퓰레이터설계및제어기술가사도우미로봇용그리퍼설계및제어기술청소로봇의성능평가기술조작성능시험표준화기술센서관련기술상황에따른행위선택기술음성인식 / 합성기술영상인식 / 감정기술가사지원로봇용 HRI표준화기술명령전달기술 전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링전문가선정특허 / 논문클러스터링 69

78 가사지원로봇 분류요소기술출처 이종통신망및다양한정보기기와의접속 이동조작기술 이종통신망상호운영성관련기술다양한정보기기와의연동기술지도 (Map) 관련기술위치추정 / 경로계획관련기술장애물회피기술 특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링 (3) 핵심기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을고려하여평가 [ 가사로봇분야핵심기술 ] 분류핵심기술개요 자율주행 로봇지능 성능시험평가 센서융합기반상황인식 이종통신망및다양한정보기기와의접속 실내자율주행및경로제어기술 청소로봇의자기위치인식기술 자율주행을위한휠모듈기술 환경신호기반의상황인지및판단기술 학습지능기술 청소로봇의성능평가기술 조작성능시험표준화기술 센서관련기술 상황에따른행위선택기술 다양한정보기기와의연동기술 실내서비스로봇의자율주행자유도및커버리지를향상시키기위한기술 실내서비스로봇의내비게이션기능의정확도를위한지도상의자기위치인식및추정기술 자율주행의자유도및주행성능을위한제어기술 시스템에구성되어있는센서들로부터수집된환경데이터를분석하여로봇이처한환경을판단할수있는지능을개발 학습지능에필요한데이터수집 처리하는기술로, 데이터를획득하는다양한방법을인지하고목표에맞는데이터를얻기위한방법을결정하고수행하는기술 청소로봇의흡입력, 커버리지, 소음등의성능에대한평가기술 머니퓰레이터서비스를구현하기위한성능시험의표준화기술 시각센서, 청각센서, 초음파센서, 적외선 (IR) 선세, 범퍼센서, 가스센서등의개발기술 로봇이지니고있는여러가지센서에의한데이터를이용해, 최종적으로로봇이해야할행위를선택하는기술 핸드폰등을포함한가정내의모든기기, 즉, 컴퓨터관련기기, 홈오토메이션을위한제어나보안기기, 그리고게임기와같은오락기기등과의상호연동이가능한기술 70

79 전략제품현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 가사지원로봇기술로드맵 71

80 가사지원로봇 나. 연구개발목표설정 [ 가사지원로봇핵심기술연구목표 ] 분류핵심기술기술요구사항 자율주행 지능화 / 서비스 성능평가 실내자율주행및경로제어기술 청소로봇의자기위치인식기술 자율주행을위한휠모듈기술 센서관련기술 환경신호기반의상황인지판단기술 상황에따른행위선택기술 다양한정보기기와의연동기술 학습지능기술 가사지원로봇용 HRI 표준화기술 조작성능시험표준화기술 가정환경에서의자율주행기술확보 청소커버리지확보를위한자기위치인식기술확보 저가격고효율의휠모듈개발 가사지원의용도에맞는센서융합기술확보 가정환경에대응한지능화기술확보 상황적응형지능화기술확보 정보기기연동의유연성확보 학습을통한로봇지능향상기술 가사지원로봇을위한 HRI 표준화기술확보 ISO Manipulation 성능평가방법의표준대응 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최단경로생성및제어기술개발 위치인식분해능 : 0.5m 휠모듈에적용가능한액추에이터개발 가사지원용환경인지센서개발 비정형화된환경인식기술 ( 인식률 60%) 행위선택의적합성 (50%) 스마트디바이스및 IOT 기기연동 (5 기종 ) 학습후생성서비스의사용자만족도 * (3 점 ) 가사지원로봇의성능평가기준개발 로봇손가락성능평가기준개발 동적장애물회피및판단기능개발 위치인식분해능 : 0.3m 인휠형태의단순구조휠모듈개발 가사지원용센서융합기술개발 비정형화된환경인식기술 ( 인식률 70%) 행위선택의적합성 (60%) 스마트디바이스및 IOT 기기연동 (10 기종 ) 학습후생성서비스의사용자만족도 * (4 점 ) 가사지원로봇의인터페이스표준화기술개발 머니퓰레이터성능평기기준개발 가사지원서비스에최적화된자율주행기술개발 위치인식분해능 : 0.1m 전방향휠모듈및제어기술개발 센서융합을통한형상인식기술개발 비정형화된환경인식기술 ( 인식률 80%) 행위선택의적합성 (70%) 정보기기연동서비스개발 학습후생성서비스의사용자만족도 * (5 점 ) 가사지원로봇의성능평가인증기술개발 물체조작성능평가인증기술개발 최종목표 동적장애물기반자율주행기술개발 절대위치및상대위치인식기술확보 가시지원로봇용휠모듈라인업기술개발 센서융합기술확보 비정형환경의인식및판단기술개발 로봇대화연계로봇동작실시간생성기술개발 가사지원서비스에필요한정보기기연동 학습알고리즘에기반한 HRI 기능향상 HRI 표준화 로봇손쥠세기, 손가락힘측정등머니퓰레이터관련시험측정기술개발 * 사용자연구 (User study) 를통해리커트 7 점척도로산출한정성평가점수의평균으로산출 72

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82 전략제품 현황분석 소셜로봇 서비스 플랫폼 및

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84 소셜로봇플랫폼및서비스 정의및범위 소셜로봇은대화를통한소통과감정인식과표현을통한감성교감이가능한로봇임 소셜로봇은대개의경우자율적으로판단하고행동하는로봇으로정의하지만사람이일부기능을직접조작하는반자동로봇도대화와감성교감이가능하다면소셜로봇의범위안에포함 소셜로봇은사람과소통과교감능력이강화된개인서비스로봇들을통칭하는로봇기능중심의분류용어로서기존의교육로봇, 엔터테인먼트로봇, 케어로봇을모두포함함 음성인터페이스를기반으로사람과소통하면서클라우드서비스나사물인터넷 (IoT) 과맞물려동작하는장치들도넓은의미에서소셜로봇의범주에넣을수있음 정부지원정책 정부는지난 1 차로봇산업진흥계획에이어 2014~2018 년의 2 차로봇산업진흥계획을추진하 고있으며, 2017 년의경우 800 억원에달하는로봇관련예산을확보하는등로봇기술개발 및산업화에대한지원정책을진행 산업통상자원부는개인서비스와전문서비스영역에서시장성이높고상용화가능성이높은소셜 로봇, 의료로봇, 재활로봇, 안전로봇, 이송로봇에대한전략적육성계획을추진중으로 2017 년 로봇 R&D 예산중절반가량이소셜로봇을포함하는인공지능기술과로봇의융합분야에지원될 예정임 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 많은기업이교육, 엔터테인먼트등의분야에서소셜로봇과유사한로봇제품의개발경험을축적 청소로봇등세계선도로봇제품개발기술력을적용가능 충분한고급인적자원및단위기술의확보기회 (Opportunity) 정부의인공지능로봇개발지원정책제고 소셜로봇의필요성과효과에대한사회적관심제고와필요성에대한논의활발 대기업을중심으로활발한투자가능성제고 약점 (Weakness) 소셜로봇제작을위한핵심부품의높은해외의존도 음성인식, 지능형어시스턴트등원천요소기술분야에서선도국가와큰기술격차위협 (Threat) Pepper, Jibo를이어빠른속도로신개념의소셜로봇제품들이속속출시되고있음 아마존의 Alexa, 구글 Assistant 등소셜로봇의소통기능을담당하는원천기술의시장선점비중이빠르게확대되고있음 중소기업의시장대응전략 기존제품과차별화요소가있는독자적소셜로봇플랫폼의개발을통해조기에시장참여 클라우드기반인공지능서비스의적극적활용을통한빠르고반복적인프로토타이핑과제품평가 소셜로봇의핵심요소인소통과교감기술의확보를위한지속적인산학연협력시도 소셜로봇을플랫폼비즈니스화하기위한보급방식을채용하고응용개발과유통생태계구축

85 핵심기술로드맵

86 소셜로봇플랫폼및서비스 1. 개요 가. 정의및필요성 소셜로봇은대화를통한소통과감성교감이가능한로봇으로서대개의경우자율적으로판단하고행동하는로봇으로정의하지만사람이일부기능을직접조작하는반자동로봇도대화와감성교감이가능하다면소셜로봇의범위안에포함 소셜로봇은사람이나동물의외형과행동양식을모사한로봇으로타인과감정을공유하고감정적자극에반응하는등감성적교류가가능하고음성기반의대화를통한소통뿐아니라시선맞춤, 터치, 제스처등비언어적 (Non-Verbal) 교류수단을통해서도소통이가능한확장된교류능력을보유함 소셜로봇은적용분야와기능에따라교육기능을대체하거나교사를보조하는교육용로봇, 쌍방향게임과콘텐츠서비스, 공연등을통해사람에게즐거움을제공하는엔터테인먼트로봇, 고령자와장애인등사회적약자에게육체뿐아니라정서적인건강을유지할수있도록도움을제공하는케어로봇, 정보제공, 쇼핑도우미등공공장소나쇼핑센터등에서고객을돕는공공안내로봇등을포함 기존의서비스로봇은응용분야에따라특화된기능과외형을지녔으므로응용분야를기준으로한로봇제품분류가효과적이었으나소셜로봇은소통과교감능력을강화한범용로봇으로서필요에따라여러분야에적용이가능한방향으로발전하고있어응용분야에따른로봇분류체계의타당성이낮아지고있음. 향후소셜로봇의범위와분류체계를재정비할필요가있음 공급망관점에서소셜로봇을구성하는주요기술과제품은음성인식, TTS(Text-To-Speech), 대화관리, 영상이해기술, 감성로봇플랫폼, 통합로봇소프트웨어프레임워크, 소셜로봇콘텐츠와서비스제작과유통프레임워크, 클라우드로봇과 IoT 연계기술을포함 대화를통한소통을위한음성인식과대화관리기술및관련제품. 특히음성의속도, 크기, 리듬, 강세등비언어적음성요소를제어하여풍부한감정을표현할수있는감성 TTS(Text-To-Speech) 기술은소셜로봇의감성교감에중요한기술요소임 풍부한감성표현과비언어적의미전달에유리한로봇플랫폼은소셜로봇의중요한요소임. 다양한표정연출이가능한얼굴은감성표현의중요한수단으로서다수의액추에이터와인공근육으로만든로봇얼굴또는애니메이션을화면에출력하는가상아바타로구현할수있음. 로봇몸체는사람과유사한골격구조를갖는휴머노이드로봇형태로구현하여사람의다양한자세와제스처를표현하도록만들수도있고, 미국의지보 (Jibo) 와같이소수의단순한구동부를활용하여제한된개수의감성을효과적으로표현하도록만들수도있음. 78

87 전략제품 현황분석 생산기술연구원 EVeR-4 Hanson robotics 소피아(Sophia) 퓨처로봇 FURo Furhat Robotics 퍼햇(Furhat) [ 감정표현이 가능한 로봇 얼굴들 ] 다양한 응용 분야별 소통 시나리오를 저작, 관리, 실행하기 위한 로봇 통합 소프트웨어 프레임워 크는 양질의 콘텐츠 확보와 소셜로봇 플랫폼의 확산에 필수적인 요소임. 프레임워크는 음성인식, 대화관리, 영상처리, 로봇제어를 포함하는 다수의 기능 모듈들을 관리 제어하는 소셜로봇 통합 운 영 체제임 [ 나오(Nao)와 페퍼(Pepper)의 SDK 구조 ] 소셜로봇은 클라우드 플랫폼에 연결하여 텍스트 분석, 영상 처리 등 자체 처리가 어려운 고도의 인공지능 기능을 활용함으로써 보다 지능적인 상황 인지와 판단 능력을 보유할 수 있고, 클라우드 를 통해 다른 로봇과 지식을 공유함으로써 빠르게 성장할 수 있음 최근 소셜로봇은 음성기반 대화 인터페이스를 기반으로 IoT 장치를 원격 제어할 수 있는 기능을 탑재하는 사례가 늘고 있어 향후 스마트홈 게이트웨이 역할을 주도할 것으로 예측 79

88 소셜로봇플랫폼및서비스 [ 아마존 (Amazon) 알렉사 (Alexa) 의클라우드와 IoT 연동스마트홈제어구조 ] SoftBank Pepper Jibo Jibo InGen Dynamics Aido BlueFrog Buddy Emotech Olly [ 대표적소셜로봇제품들 ] 80

89 전략제품현황분석 나. 범위 (1) 제품분류관점 소셜로봇은적용분야와기능에따라교육기능을대체하거나교사를보조하는교육용로봇, 쌍방향게임과콘텐츠서비스, 공연등을통해사람에게즐거움을제공하는엔터테인먼트로봇, 고령자와장애인등사회적약자에게육체뿐아니라정서적인건강을유지할수있도록도움을제공하는케어로봇, 정보제공, 쇼핑도우미등공공장소나쇼핑센터등에서고객을돕는공공안내로봇등을포함 교육용로봇은교사를대신하거나보조하는기능을수행하는로봇으로서교사의지도부담을줄여주는한편교육의효과를개선하는목적을달성하는데목적이있음. 학습자의교육과정에대한집중력과관심여부를관찰하고판단하여대응함으로써학습의지속성과교육내용의습득효과를향상 교육로봇은로봇이주체가되어교육콘텐츠를교육하는로봇으로서대표적인예로 SK텔레콤의스마트교육용로봇알버트와 KT와아이리버가공동개발한스마트교육용로봇키봇 (Kibot) 을들수있음. 이들로봇은유아용교육콘텐츠를자체탑재하거나인터넷을통해입수하여실행하는콘텐츠재생기능중심으로동작하며간단한반응을통해쌍방향교육프로그램을제공 교육보조로봇은교사의교육활동을지원하는로봇으로서학생들이교육과정에더큰관심을갖도록유도하는매개체또는교육용부교재들을제공하는능동형멀티미디어단말로활용. 로봇의소셜기능을좀더적극적으로활용하는경우로봇은학생들의교육참여도를측정하거나다툼, 따돌림등예외적상황을검출하여교사에게관련정보를제공하는등의보다적극적인학생지도기능을수행하기도함 교구재로봇은교육용로봇의범위에포함할수있으나로봇이대화를통한소통또는감성교감능력을보유하고있지않으므로소셜로봇의범위에포함하지는않음 엔터테인먼트로봇은사람의말과행동에반응하며사람의취미생활과여가활동에즐거움을주는서비스와콘텐츠를제공하는로봇 교육로봇, 안내로봇, 케어로봇등다양한제품군에포함되는로봇들은일반적으로간단한게임과영화, 음악등의콘텐츠서비스를제공하여사용자의흥미를유발하는데활용하므로큰범위에서엔터테인먼트로봇으로분류할수있는요소를포함 일본소니가 1999년에출시한아이보 (Aibo) 로봇은애완견로봇으로엔터테인먼트로봇의시초로볼수있으며이후파로 (Paro), 제니보 (Genibo) 등동물형애완로봇의출시가이어짐 완구로봇은압력, 빛등에단순반응하여움직이거나원격무선조정을통해작동되는데그쳤으나최근출시되는로봇들은보다복잡한소통능력과감정표현능력을보이고있음. 미국앙키 (Anki) 의코즈모 (Cozmo) 는소형지게차형태의완구로봇으로서감정표현이가능한얼굴과다양한행동패턴을통해사용자와소통하며간단한놀이를진행할수있음 공연로봇은개인과소통하지않을뿐더러개인용서비스를제공하지도않지만문화활동과여가생활에즐거움을제공한다는점에서엔터테인먼트로봇으로분류가능. 대다수기존공연로봇은 81

90 소셜로봇플랫폼및서비스 원격조작또는탑승조작을통해사전에저작한콘텐츠를기계적으로반복재생하는데그치기때문에소셜로봇의범주에포함하기어렵지만, 최근음악을듣고음악의장단에맞추어발을구르고고개를끄덕이거나사람의피아노연주에자동으로반응하여실로폰과드럼을연주하는로봇들이소개된바있음. 향후이러한로봇들이비언어적인영역에서사람과더친밀하고즉각적으로소통하고교감할수있게될것으로판단됨. 케어로봇은사람의건강관리와정서안정을지원하는로봇으로서지속적인공존과소통을통해사용자의생활패턴과건강상태를파악하여건강상태를유지할수있는지원서비스를제공하고, 위급상황을감지하여긴급조치행위를실행하여대응 케어로봇은크게신체지원로봇, 생활지원로봇, 정서지원로봇으로구분 신체지원로봇은인간의신체건강을관리하고지원하는로봇들로이동보조로봇, 배변지원로봇, 목욕보조로봇등으로구분하며, 주로장애인이나고령자가혼자서수행하기힘든행위를보조하여이들이자율적으로독립생활을영위할수있도록지원함 이동보조로봇은고령화시대에노인과장애인이안전하게실내외목적지로이동할수있도록보조하는로봇으로서지능형워커 (Walker), 자동휠체어, 자율주행 1인용소형자동차등을포함 영국의 Care-O-Bot 3와같이거동이불편한사용자를위해여러가지물건을가져다주는일상생활행위지원로봇도신체지원로봇의범주에포함 생활지원로봇은사람의생활패턴을관찰하여간단한운동을제안하거나물마시기를제안하는등건강관리기능을수행 생활패턴관찰을위해사용자의스마트폰이나스마트와치등웨어러블장치로부터정보를입수하여활용 SK텔레콤의 누구 스피커나 Amazon의 Echo 와같이음성기반소통이가능한탁상형장치도날씨정보를제공하거나일정을관리하고쇼핑을지원하는등생활지원기능을제공 정서지원로봇은사용자의정서안정을위한다양한기능을제공하는로봇임. 예를들어, 로봇은사람의얼굴표정을관찰하고음성패턴을분석하여사람의감정을읽고적절히반응하는등감성적공감이있는소통을통해사용자가정서적으로고립되는현상을방지할수있음. EU의다양한프로젝트에서는고령자들의외로움을해소할수있도록 SNS 서비스와연계하여지인들과지속적으로교류할수있도록지원하거나가족과정기적으로통화할수있도록영상통화서비스를제공하는등로봇이사용자와외부세계간의통로역할을맡도록하는기술개발이꾸준하게이어지고있음 82

91 전략제품현황분석 [ 제품분류관점의기술범위 ] 전략 제품 제품분류관점 교육로봇 세부기술 주로가정환경에서유아나어린이를대상으로온라인학습콘텐츠를이용하여교육프로그램을제공하는로봇 교육로봇 엔터테인먼트로봇 교육보조로봇애완로봇완구로봇공연로봇 학교, 공공기관또는가정에서학습콘텐츠를이용해교사를보조하거나사용자와의상호작용을통해서창의교육을가능하게해주는로봇으로서원격접속을통해원어민강의를제공하는목적의텔레프레즌스로봇도교육보조로봇의분류에포함 소니의 Aibo 로대표되는동물형로봇으로애완동물의행동특성과정서반응을모사함으로써사람에게즐거움을제공함 의사소통을통해스무고개, 가위바위보, 블록쌓기등의게임을진행할수있을뿐아니라사람, 환경, 게임승부에반응하여감정을표현하는로봇 연극, 뮤지컬, 연주등각종퍼포먼스를수행하는로봇으로서공연진행상태와동료연기자의행동에능동적으로반응하여공연을진행하는로봇 소셜로봇 케어로봇 안내로봇 동반자로봇 신체지원로봇생활지원로봇정서지원로봇안내로봇쇼핑로봇동반자로봇 거동이불편한사람의이동을지원하거나씻기힘든사람의목욕을지원하는등의신체불편을해소하는역할을수행하는로봇으로서사용자의정확한신체적, 감정적상태를감지하고의사소통을통해사용자의필요를파악하여지원기능을극대화할수있는로봇 사용자의생활패턴을파악하고상황에따라필요한기능을제공하는로봇으로적절한시점에각종정보를검색하여보여주거나물건을찾아주는등의서비스를제공 사용자가고독함이나우울함에빠지지않고정신적으로건강한삶을영위할수있도록도와주는로봇 공공시설, 전시장등에서고객들과상호작용하며각종정보를제공하거나길을안내해주는등의서비스를제공하는로봇 매장에서호객, 접객, 판매도우미등의역할을수행하는로봇으로고객의관심사항을파악하여적절한정보를제공하고구매동기를자극하는등고도의사회성표현이필요 개인의비서나친구, 가정의집사등의역할을수행하는로봇으로기능측면에서엔터테인먼트, 교육, 케어등복수의기능을제공할수있음. 향후대부분의소셜로봇은다양한부류의개인서비스를제공하는동반자로봇제품으로출시될것으로예상 83

92 소셜로봇 플랫폼 및 서비스 Wowwee CHiP Anki Cozmo 로보케어 Silbot3 IPL 아이지니 [ 제품분류 관점의 다양한 소셜로봇들 ] (2) 공급망 관점 소셜로봇 관련 제품은 공급망 관점에 따라 소셜로봇 요소 부품, 소셜로봇 플랫폼, 소셜로봇 운영체 제, 소셜로봇 콘텐츠/서비스 개발환경, 소셜로봇 콘텐츠/서비스, 소셜로봇 콘텐츠/서비스 유통 체계 로 구분 소셜로봇은 다양한 감정 표현과 유연한 행동 표현을 위한 다수의 구동부와 제어 장치를 포함 응용 분야에 따라 큰 차이가 있으나 더 많은 구동부와 표현 장치를 보유할수록 더 다양한 소통 행 동의 실행과 풍부한 감정 표현이 가능하므로 소셜로봇에 유리함 대부분의 소셜로봇은 개인 소비자를 대상으로 하므로 상대적으로 낮은 가격대를 형성할 수 있어야 할 뿐 아니라 유지보수의 부담이 적어야 하므로 저가이면서도 내구성이 우수한 부품 제작 기술이 필요함 소셜로봇 플랫폼은 인간친화적인 외형 디자인, 풍부한 구동과 표현 능력, 우수한 내구성, 높은 유지 보수성 등 양립하기 어려운 장점들을 동시에 제공해야 함 사람과 자연스럽게 소통하고 교감하는데 있어 로봇의 외형은 매우 중요한 요소이므로 응용 분야의 특성과 소비자들의 실제 반응을 기반으로 한 인간친화적인 외형 디자인 필요 소셜로봇의 성공을 위해 판매 후 유지보수 비용을 최소화할 필요가 있으므로 풍부한 행동과 감정 표현을 추구함과 동시에 내구성이 높으면서도 유지보수가 용이한 플랫폼 구조 설계가 필수적 소셜로봇 운영체제는 소셜로봇을 기반으로 한 다양한 콘텐츠와 서비스를 실행하고 소셜로봇 플랫폼 의 각종 기능에 접근하여 로봇을 제어할 수 있는 인터페이스를 제공 일본 SoftBank, 미국 Jibo 등은 자사의 소셜로봇들을 위한 독자적 운영체제를 개발하여 활용하고 있음 84

93 전략제품현황분석 일본소프트뱅크는하드웨어플랫폼을싼값에보급하고거시적인응용생태계구축을통해수익의선순환을이루는플랫폼비즈니스모델을채용하여 Pepper를성공적으로보급하고있음 플랫폼운영체제는플랫폼을기반으로한응용개발의난이도와응용의유지보수비용을결정하는중요한요소이므로소셜로봇기반비즈니스의핵심요소임 나아가하나의플랫폼운영체제로다양한소셜로봇플랫폼을운영할수있는모델을제시한다면소셜로봇운영체제만으로독자적산업화도가능함 소셜로봇콘텐츠 / 서비스개발환경은소셜로봇운영체제위에서동작하는각종응용을개발하기위한응용프로그래밍인터페이스와개발도구를포함하며소셜로봇산업생태계활성화의핵심요소임 응용프로그래밍인터페이스는소셜로봇의각종구동제어, 콘텐츠재생, 센서 (Sensor) 접근, 인식, 발화기능등을활용하여다양한상호작용응용을개발하는데필수적 다양한프로그래밍언어의지원, 비주얼프로그래밍도구와디버깅기능의지원, 시뮬레이터등응용프로그램개발의난이도를낮출수있는다양한지원은매우중요함 소셜로봇플랫폼제작사는 ROS(Robot Operating System) 와같이이미광범위한사용자커뮤니티가존재하는운영체제와호환성있는개발환경을제공함으로써더많은로봇응용개발자들을유인할수있음 소셜로봇플랫폼의성패여부는콘텐츠와서비스가얼마나풍부한가에좌우되므로가능한많은양 질의로봇콘텐츠와서비스를확보하기위한전략은핵심성공요소임 소셜로봇기반콘텐츠와서비스의공급, 관리, 소비를위한소프트웨어인프라 Apple App Store, Google Play Store 와같은역할을수행하는유통체계로서소셜로봇플랫폼 의생태계활성화에중추적요소임 85

94 소셜로봇플랫폼및서비스 [ 공급망관점기술범위 ] 전략제품공급망관점세부기술 소셜로봇요소부품 내구성이높고유지보수가용이한소형의저가형로봇부품제작기술 소셜로봇플랫폼 인간친화적외형디자인, 다양한감정과행동표현, 높은유지보수성을제공하기위한모듈화된디자인등을특징으로하는하드웨어플랫폼 소셜로봇 소셜로봇운영체제 소셜로봇을기반으로한다양한콘텐츠와서비스를실행하고소셜로봇플랫폼의각종기능에접근하여로봇을제어할수있는인터페이스를제공하는소프트웨어플랫폼 소셜로봇콘텐츠 / 서비스개발환경 소셜로봇을기반으로한다양한콘텐츠와서비스를제작하기위한개발언어, 도구와소프트웨어개발라이브러리 소셜로봇콘텐츠 / 서비스 소셜로봇을기반으로한다양한콘텐츠와서비스 소셜로봇콘텐츠 / 서비스유통체계 소셜로봇기반콘텐츠와서비스를공급, 관리, 소비하는유통체계로서애플앱스토어나구글플레이스토어와같이소셜로봇응용의유통을담당하는소프트웨어인프라 86

95 전략제품현황분석 2. 산업환경분석 가. 산업특징및구조 (1) 산업의특징 로봇산업은기계, 금속, 반도체, 전기 / 전자, 컴퓨팅 SW, 센서, 통신등다양한사업을아우르는융합적인성격이강한산업 소셜로봇분야는인간과공존하며인간의필요와감정을파악하여자연스럽게소통하면서서비스를제공하는인공지능단말기술로발전 1인가구증가, 고령화등의사회변화에따라기존의인간노동력이필요하던가사노동, 육아, 간호와간병등에대한서비스를로봇이대체함으로써사회적비용을절감하는동시에삶의질을개선해야하는요구에부응할수있는산업분야 2014년 7월에발표된 가트너 사의 Hype Cycle for Emerging Technologies Maps 에의하면소셜로봇을포함하는스마트로봇기술은 5~10년이내에관련제품이안정화단계에도달하여지속적인시장창출이가능할것으로예측 소셜로봇과연계한 Connected Home, Smart Advisor, Wearable User Interface, Gesture Control, Speech Recognition 기술은 2~10년내안정화단계에접어들것으로예측 국내서비스로봇산업은다양성이확보된세계시장에비하여청소로봇과교육용로봇에편향되어있으며대기업중심으로상품화가진행됨 국내교육용로봇은 KT, SKT 등통신사를중심으로시장이형성되고있음 소셜로봇은교육용로봇, 엔터테인먼트로봇, 케어로봇, 공공안내로봇등으로구성, 그외에도다양한서비스산업군이미래수요시장을구성 소셜로봇분야는국내외시장에서교육용로봇이높은시장점유율을차지하고있으나향후케어로봇과공공안내로봇의비중이높아질것으로예측 소셜로봇산업육성을통해전방산업의기술경쟁력향상, 해외시장진출및시장규모확대기대 소셜로봇분야의전방산업육성을통해개인서비스용로봇수요견인효과및후방산업의투자유발효과기대 휴머노이드로봇의적용범위확대및플랫폼비즈니스모델로진화가능성 인간과감성소통이가능하며완성도높은동작이가능하면서가격경쟁력을갖춘로봇등장 소프트뱅크사의 페퍼 (Pepper) 는스마트폰생태계와같이원가이하로로봇을공급하고콘텐츠로수익을발생시키는플랫폼비즈니스모델로판매되고있음 87

96 소셜로봇플랫폼및서비스 현재운영되는앱은 200 여개이며, 타이머, 춤시연, 거짓말탐지, 운동프로그램, 피아노연주, 야구이야기, 영어배우기등엔터테인먼트와교육분야의앱이다수제공됨. 향후플랫폼의시장을견인할킬러어플리케이션의등장가능성이보임. 현재는일본에서만판매되고있으며중국어를탑재하여중국시장에출시예정 소프트뱅크사의 페퍼 (Pepper) 는 이모셔널엔진 (Emotional Engine) 을탑재한최초의감정인식로봇으로평가되고있으며, 사람의감정을인식하고이를반영해행동하며접객및제품홍보를할수있으며기존에감정을인식해스스로행동양식을만들며클라우드인공지능에기반한집단지성을이용하여복잡한감정을더빨리학습하고이에더정교하게반응 고령화시대를맞이하여노인의건강을관리하고생활활동을지원하기위한실버케어관련산업이성장할전망이며이에따라케어로봇산업규모도확장할것으로예측됨 로봇의액추에이터기술의발달은소형화가가능하여 20cm이하의스마트폰형태의로봇으로휴대가가능한수준으로발전 로봇하드웨어에스마트폰은네트워크기반인공지능을부여하여저렴한장난감수준의로봇이라도인간과상호작용이가능한수준의커뮤니케이션능력을부여 ICT 기술의발달은온오프믹스형태의교육콘텐츠시장이활성화될전망이며, 가상현실세계의구현, 아바타에의한간접체험등의기능을가진개념의교육로봇이등장할것임 교육용로봇시장은 O2O(Online-to-Offline) 시장의확장으로향후가상현실 (VR) 기술과결합을통해가상체험시장으로성장가능. 나아가로봇과사물을가상체험기술과융합한증강현실시장은더욱큰성장가능성이있음 나. 경쟁환경 소셜로봇을포함한세계개인서비스용로봇시장규모는 2013년 18억 4,200만달러에서연평균 19.9% 씩성장해 2018년에는 45억 7,000만달러에달할전망이고향후지속적이고가파른시장확장을예측 2015년부터 2018년까지약 3천 5백만대의개인서비스로봇이판매될것으로예상되고있으며이중소셜로봇은 150만대에이를것으로예상 9) 전세계로봇시장은 2025년에 670억달러규모에이를것으로예상되고이중소셜로봇을포함하는일반서비스용로봇은 260억달러를차지할것으로예상 10) 2016년 1월에개최된다보스포럼의주요주제는로봇과인공지능기술을중심으로하는 4차산업혁명 이었으며, 로봇산업의패러다임이단순노동을대체하는기계형로봇을벗어나스스로생각할수있는인공지능로봇으로빠르게변화중임을천명함 실리콘밸리벤처캐피탈인페녹스 (Fenox) 는 2016년선정한향후주목할기술분야에소셜로봇을포함함 9) KPMG, ) BCG Analysis,

97 전략제품 현황분석 2015년 미국 벤처캐피탈이 인공지능 업체에 투자한 금액은 5억 8,700만 달러로 전년 대비 약 2배 증가하는 등 소셜로봇과 밀접한 인공지능 기술에 대한 투자가 빠르게 확대되고 있음11) 일본 SoftBank가 프랑스의 로봇 회사 Aldebaran을 인수하여 2014년 Pepper를 소개한 이후 성공적으로 초기 상용화를 마무리하고 소셜로봇 생태계를 구축하는 단계에 있으며, 많은 후발 주자들이 빠르게 발전하고 있는 인공지능 기술을 발판삼아 다양한 형태의 소셜로봇 제품들을 개발 출시하고 있음 CES 2016 전시회에 출시된 117개의 로봇 제품 중 인공지능 기술을 기반으로 인간과 교감하며 상호작용이 가능한 소셜로봇은 13개로 11.1%를 차지하였음 CES 2017 전시회에서도 Pepper, Buddy 등 기존의 소셜로봇들뿐 아니라 다양한 소셜로봇 신제 품들이 소개되어 소셜로봇이 로봇 분야의 주요 트렌드임과 동시에 소셜로봇 분야의 기업 간 경쟁 이 점차 치열해지고 있음을 엿볼 수 있음 중국의 전자상거래 기업인 알리바바(Alibaba)와 협력 하에 페퍼(Pepper)의 중국 진출을 추진한 바 있는 소프트뱅크는 CES 2017에 미국 현지화를 마무리한 페퍼를 소개하여 미국 시장 진출을 예고함 메이필드 로보틱스 큐리(Kuri) LG 허브(Hub) 이웨이봇(Ewaybot) 모로(MoRo) 이모테크(Emotech) 올리(Olly) 아바타 콘트롤스 아이와 E1 [ CES 2017에 새롭게 선보인 각종 소셜로봇 ] 로봇 업체들은 소셜로봇이 필요로 하는 음성인식과 대화, 상황인식, 감성표현 등 관련 요소 기술 확보를 위해 인공지능 전문 기업과의 연합에 적극적으로 나서고 있음 일본의 소프트뱅크(SoftBank)는 미국 IBM과 제휴하여 자사의 로봇들이 Watson의 방대한 지식을 활용하여 서비스를 제공할 수 있는 방법을 연구 중이며 힐튼 호텔 등에 시범 서비스를 제공하기도 하였음 중국의 나인봇(Ninebot)은 인텔(Intel)과, 일본의 야마하(Yamaha)는 미국의 인공지능 연구기업인 SRI와 공동연구를 추진하고 있음 로봇에 아마존의 대화기반 상호작용 기술인 알렉사(Alexa)를 접목하는 시도가 늘어나는 추세임. 고도의 인공지능 기술을 로봇 플랫폼에 빠르게 접목하는 전략으로 각광받고 있음 11) CB 인사이트 89

98 소셜로봇플랫폼및서비스 로보티즈와퓨처로봇이솔트룩스와협력양해각서를체결하고로보케어가 SK C&C와제휴하는등국내의개인서비스로봇제작업체들도속속인공지능전문기업과협력체계를구축하고있음 많은소셜로봇제품이소개되고있으나시장에서실효적으로성공한사례는아직없는상황임 2017년 1월현재거의대부분의소셜로봇제품은정식출시전단계에있어약속된기능들이실환경에서적절하게작동할지검증이필요한상황임 소셜로봇이실제현장에서널리활용되려면음성인식, 영상처리, 대화관리등요소기술들의완성도를향상해야할뿐아니라사람에대해소셜로봇이미칠수있는정서적영향에대해서도다양한연구와검증이필요함 미국지보 (Jibo) 사는 2015년가정용소셜로봇인지보 (Jibo) 를출시하기로하고크라우드펀딩을통해 3천 7백만달러이상의투자유치에성공하였으나여러기술적문제에부딪혀두차례에걸쳐출시를연기함. 초기에는음성인식응답지연이나네트워크접속오류등기술적문제에직면했으나최근에는아마존에코와같이음성인식과대화를기반으로한지능형장치가시장에성공적으로안착한상황에서상대적으로높은가격대의소셜로봇이어떤차별화된강점을제공할수있는지어필하는것도문제시되고있음 미국마이크로소프트의대화형인공지능챗봇인테이 (Tay) 는사람과상호작용을통해지속적으로학습하며똑똑해진다는기술적장점을안고탄생했으나트위터 (Twitter) 를통해공개된이후사람들의인종차별적인발언들을배워따라하는문제를일으켜 16시간만에폐쇄됨. 소셜로봇도비슷한문제를일으킬수있는데가상챗봇인테이와달리사람과직접대면하며동작하는물리적실체이므로사람에대한피해는더욱클수있으므로소셜로봇의물리적안전뿐아니라정신적안전을보장하고검증하는체계마련은소셜로봇의대중화에매우중요한요소로작용할것으로예상함 [ 제품분류별경쟁자 ] 구분 경쟁환경 기술분류중대형소셜로봇소형소셜로봇완구로봇케어로봇 주요품목및기술 교육, 안내, 집사, 엔터테인먼트 비서, 엔터테인먼트 교육, 엔터테인먼트 건강지원, 생활지원, 정서지원 해외기업 SoftBank,Toyota, Mayfield Robotics, Asus, Ewaybot, InGen Dynamics, Blue Frog Robotics SoftBank, Bosch, Ubtech Robotics, Emotech, Avatar Controls, Panasonic, NTT, AKA, Unirobot Corporation, Sharp Anki, Sony, Wowwee NTT, Pillo Health, Anybots Inc, Zora Robotics, Catalia Health, Paro Robots, YUMII 국내기업 퓨처로봇, 유진로봇, LG 전자 LG 전자, 아이피엘, KT, SK 텔레콤 아이로 로보케어, 유진로봇 90

99 전략제품현황분석 다. 전후방산업환경 교육분야에서소셜로봇은대화, 동작, 표정등을통해풍부한소통능력을통해능동적이고감성을교감하는학습지원이가능하고클라우드와 IoT 연계를통해광범위한온라인지능을활용할수있으므로지식기반사회의새로운교육수단으로활용될가능성이높음 공공교육영역은 1만 1천개의초, 중, 고등학교및 3만여개의유아보육기관에서활용될수있는거대한잠재시장을보유함. 세계시장규모가 5년내 20배이상증가할것으로예측 현재방과후학습을통한로봇활용소양교육, 로봇경진대회를통해교구로봇이활용되고있으며, 유치원을중심으로유아용교사보조로봇이일부활용 교육과정에교육용로봇을시범적용하여학습자의흥미증대와만족도향상에기여함을검증확인함 교육분야는소셜로봇의적용과사업화가능성이상대적으로높은분야로서제한적으로일부제품들은이미사업화에성공함 개인교육용로봇은저가플랫폼으로개발이가능하기때문에단기간내대량의로봇보급이가능하므로로봇시장활성화측면에서강점 교육용소셜로봇은후방산업으로교육서비스와연계되어일자리창출에기여하기적합하며우리나라는세계최고의 IT 인프라를바탕으로기술역량집중을통해중소기업의시장선점이용이할것으로기대 엔터테인먼트분야에서소셜로봇은인간감성교류확대, 인간친화적인콘텐츠제공등 1인가구가증가되는사회적인현상에부합하는수요적응형융합서비스가능 캐릭터로봇, 애완용로봇분야는사람과사물감지, 얼굴검출과인식, 음성인식, 언어이해기술을기반으로사람과의소통능력을극대화하는방향으로빠른제품화와기술혁신이이어질것으로예측 사람과장시간공존하면서개인의특성과선호를이해하고시의적절하게사람의필요를충족시킬수있는감성엔터테인먼트콘텐츠를제공하는데필요한기술과응용의개발에역량이집중되고있으며, 이를통해다방면으로인간의삶을지원함으로써사회현안문제를해결하는데기여할것으로기대 엔터테인먼트분야소셜로봇의후방산업은인지기능구현과다양한환경과상황대응에필요한센서등부품소재산업, 그리고로봇의구동을위한모터, 감속기등로봇관련기계부품산업, 로봇서비스개발을위한콘텐츠산업, 네트워크연결과 IoT 연계에필요한 IT 통신산업이주요산업임 전방산업은다목적교육서비스와연계된스마트교육, 공연, 게임및전시등문화산업 주요산업임 등이 91

100 소셜로봇플랫폼및서비스 케어분야의소셜로봇은기계기술, IT, BT, 인간공학, 의료산업등의유기적인연계가필요한필요하며광범위한산업간융합이이루어짐 원천기술개발및제품화를위해정부의지속적인지원, 현장맞춤형가이드라인제공, 관련 R&D 공고등이복합적으로융합되어야상용화가가능하며, 중소 ᆞ벤처기업의인프라지원이무엇보다시급 로봇플랫폼과서비스기술, 케어로봇용체감형콘텐츠저작, 친환경로봇관련기술에대한특허점유가용이한분야이므로산업재산권확보에주력할필요성이다분한산업 로봇과관련부품, 유통, 로봇 SW 및서비스콘텐츠등을포함하는산업이며, 기술융합을통해타분야로파생되는산업 인간-로봇상호작용을위한동작의지신호추출, 신호처리, 센서융합기술, 인간-인간협력작업을위한상호원격분석기술, 감성기반상호작용기술, 시각 / 촉각 / 청각 / 강성기반인식식별기술등이핵심 지식집약적산업으로고부가가치를창출할수있으며, 원천기술확보에따라기술경쟁력, 글로벌시장점유도, 무역비중등이변화하는동향에영향력이높은산업 전방산업으로실버케어서비스산업, 라이프케어서비스산업, 지능형로봇산업, 원격의료서비스산업등이있으며, 후방산업으로는모터 액추에이터산업, 반도체산업, BT IT 산업, 디스플레이산업, 콘텐츠및서비스산업등이대표연관산업임 [ 소셜로봇의산업구조 ] 후방산업소셜로봇분야전방산업 센서및카메라모듈산업, 액추에이터및모션제어기산업, H/W 플랫폼산업, 클라우드컴퓨팅산업 IoT 장치산업 교육로봇, 교사보조로봇 엔터테인먼트로봇, 공연로봇, 완구로봇 온라인콘텐츠제작산업, 교육산업, 교육용로봇제조산업, 네트워크기반스마트교육산업등 온라인게임산업, 공연및전시문화산업, 레저 스포츠산업등 모터 액추에이터산업, 로봇머니퓰레이터산업, 반도체산업, BT 관련산업, IT 관련산업, 디스플레이산업, 콘텐츠및서비스산업등 생활지원로봇, 실버 / 헬스케어로봇 실버케어서비스산업, 헬스케어서비스산업, 라이프케어서비스산업, 원격의료서비스산업등 92

101 전략제품 현황분석 3. 시장환경분석 가. 세계시장 소셜로봇 분야 주요 품목의 2015년 세계시장 규모는 14억 6천 4백만 달러로 2020년에는 33억 9천 2백만 달러 규모를 형성할 것으로 전망 [ 소셜로봇 분야 해외시장 현황 및 전망 ] (단위 : 백만 달러, %) 구분 주요품목 교육용 로봇 세계 시장 엔터테인먼트 로봇 케어 로봇 합계 CAGR ('13~'15) ,189 1,337 1,504 1, ,464 1,647 1,852 2,083 2,658 3, * 출처: World Robotics 2014 ( , IFR, International Federation of Robotics), Trends in the Market for the Robot Industry in 2012 ( , Ministry of Economy, Trade and Industry of Japan), 지능형로봇 2015 실 행계획 ( , 관계부처 합동), 국내외 로봇산업 동향 ( 한국로봇산업진흥원), Insight China: 중국 산업 용 로봇시장 보고서 ( , 한국 무역협회) 등의 자료를 참고하여 전망치 추정 93

102 소셜로봇플랫폼및서비스 나. 국내시장 소셜로봇분야의주요품목의 2014년국내시장규모는 765억원으로연평균 21.27% 성장하여 2018년에는 1,304억원규모로성장할것으로전망 2015년을기준으로교육용로봇은 610억원, 케어로봇은 177억원, 엔터테인먼트로봇은 130억원규모의시장을형성 [ 소셜로봇분야국내시장현황및전망 ] 구분주요품목 ( 단위 : 억원, %) CAGR ('13~'15) 교육용로봇 ,064 1, 미국시장 엔터테인먼트로봇 케어로봇 합계 917 1,032 1,160 1,304 1,600 1, * 출처 : World Robotics 2014 ( , IFR, International Federation of Robotics), Trends in the Market for the Robot Industry in 2012 ( , Ministry of Economy, Trade and Industry of Japan), 지능형로봇 2015 실행계획 ( , 관계부처합동 ), 국내외로봇산업동향 ( 한국로봇산업진흥원 ), Insight China: 중국산업용로봇시장보고서 ( , 한국무역협회 ) 등의자료를참고하여전망치추정 다. 무역현황 소셜로봇을포함한개인서비스용로봇의총수출금액은 2011년 2천 8백만달러에서 2015년 4억 5천만달러, 수입금액은 2011년 1천 5백만달러에서 2015년 2억 4천만달러로증가하는양상을보임 무역특화지수는 2011년 0.28에서 2015년 0.31으로거의바뀌지않음 [ 국내개인서비스용소셜로봇산업의무역현황 ] 구분 ( 단위 : 천달러, %) CAGR ('11~'15) 수출금액 28,130 23,144 41, , , 수입금액 15,822 24,058 64, , , 무역수지 12, , , ,920 무역특화지수 * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻. * 출처 : 중소기업청 (2015 년 ) 94

103 전략제품 현황분석 4. 기술환경분석 가. 기술개발 트렌드 기술 개요와 선정 이유 기술 개요 사람들의 반응이나 행동에 따라 상호 작용하는 지능형 서비스 콘텐츠를 통해서 사람들의 교육 및 여가 활동에 도움을 주는 로봇 선정 이유 사람들의 반응이나 행동에 따라 상호 작용하는 지능형 서비스 콘텐츠를 통해서 사람들의 교육 및 여가 활동에 도움을 주는 로봇을 의미하며 개인서비스용 로봇 사용 확대와 에듀테인먼트 시장의 지속적 성장에 따라 교육용 로봇, 엔터테인먼트 로봇 및 안내용 로봇 등의 관련 시장 또한 지속적 으로 확대될 전망임 인공지능 및 소셜로봇 IBM, 도요타 등 인공지능 로봇 연구 본격화 및 AI를 기반으로 인간과 교감하며 상호작용 가능 한 소셜로봇 출품 증대함12) 인공지능(AI) 로봇은 전체 로봇제품 중 16.2%(19개)를 차지하고 있으며, 감성을 교감하는 소셜로 봇은 11.1%(13개) 출품함 도요타 인공지능 관련 5년간 약 10억 달러(한화 1.2조원) 투자계획 발표, IBM 인공지능 왓슨의 로봇연계 사업 확대함 [ 소셜로봇 분야 과제신청현황 및 수요조사결과 ] 개발자 로봇 유형 예상가격 특징 소프트뱅크 페퍼 (Pepper) 감정인식 개인용 로봇 1,668달러 + 대여료 클라우드를 통한 감정학습 바퀴를 채택 한 자율주행형 MIT (Dr. Cynthia Breazeal) 지보(JIBO) 대화상대 로봇 499달러 얼굴을 인식하고 화상채팅 및 대화 가능 인텔 & 트로센로보틱스 (Trossen Robotics) 지미(Jimmy) 대화상대 로봇 1,600달러 큐빅 로보틱스 큐빅(Cubic) 개인비서 449달러 3D 프린트 가능한 오픈소스 로봇 가정상주 집사형 로봇 인공지능 채택 * 요약 재정리 : 소셜로봇 전성시대(로봇신문, 2015), Frost&Sulivan, 2016(ETRI 용역 수행결과, ETRI 일부 수정) 12) 출처 : 'Internal Report: 로봇분야 기술 시장 정책 동향 분석', 한국전자통신연구원,

104 소셜로봇플랫폼및서비스 일반적소셜로봇플랫폼과서비스의핵심범위 인간-로봇의높은상호작용을통해인간을보조하는다양한유형의소셜로봇관련다음 8개의키워드를선정하여분석 13) 소셜로봇 (Social Robot) 소셜상호작용 (Social or Human-robot Interaction) 소셜모바일로봇 (Social Mobile Robot) 소셜보조로봇 (Social Assistive Robots) 소셜상호작용로봇 (Social Interactive Robots) 소셜신호처리 (Social Signal Processing) 소셜지능 (Social Intelligence Skills for Robots) 인지로봇 (Cognitive Robotics) R&D 시사점 일반환경에서인간과자연어로상호작용하는시스템의개발, 로봇구현후가격문제등본격적인상용화를위해해결할문제산적함 자연어처리, 상호작용시위험노출, 에러처리및복합적인기술적용분야로써최종시제품의완성도관리등다양한고려필요함 현재의시장추이로미루어볼때, 인공지능의발달및센서, 빅데이터등관련산업발전에따라향후성장가능성이높은분야임 엔터테인먼트, 개인서비스형로봇으로현재시장이형성단계에있어단기성장성은크지않으나잠재적성장가능성이높은분야임 사람과의상호작용능력구현을목표로꾸준한기술력확보가필요하며이를통해관련산업의성장을도모할수있을것임 ( 주요응용분야상용화 ) 소셜로봇은제조업, 헬스케어분야에적용중이며, 2~3 년내다양한 분야에적용가능할것임 14) 17~ 18 년이후가정용시장을중심으로확산전망됨 13) 출처 : R&D 기획기반조성위한로봇분야기술 시장 정책동향분석, 한국전자통신연구원, ) 출처 : ' 홈정보가전, 2015 년연구분야및주요성과 ', 한국산업기술평가관리원,

105 전략제품현황분석 국내외주요이슈및트렌드 플랫폼표준화의중요성이강조되어기업간얼라이언스가추진되고있으며생활환경변화에대응하기위한복합기능으로차별화함 삼성전자는허브를설치하지않고 TV내에서스마트홈통합솔루션을탑재한다는점이고, LG전자는다양한기기들의상태를허브로확인할수있는이동형허브로제품화를시키고있으며, 추후스마트홈관련기술표준화및생태계구축을위한협력이활발함 지능형융합가전분야는단순기능형정보가전에서네트워크화, 지능형융합정보가전으로진화하는단계임 정보가전들은사용자의생활패턴정보를수집하고분석하여사용자가원하는시간과공간에서비스를노출시켜줄수있도록하는가전지능화기능을탑재하기시작함 실감형가전분야는실감콘텐츠기반의인간중심적서비스제공을위한 3차원공간정보의획득, 처리, 디스플레이및프린팅으로변화함 기존산업기술과홀로그래픽기술과의융복합에의해디스플레이, 의료, 교육, 에너지, 보안등다양한분야에서 Advanced human life를위한서비스로발전됨 로봇시장진입이보다용이해지면서, 서드파티개발사들의활발한참여로인하여관련생태계 가크게확장되고보다다양한응용서비스가개발될것으로기대됨 사용자의동작 감정인식, 상황인지, 감정적표현 교류등의인간 - 로봇상호작용 (HRI) 기술개발 부문에서의혁신적진보가필수적임 교육, 의료, 복지등과같은실제환경에서의수요를고려하여, 실제환경적용위주의개발연 구가필요함 15) 15) 출처 : ECOsight 3.0: 미래기술전망, Insight Report, 미래사회연구실,

106 소셜로봇플랫폼및서비스 [ 대표적인국내소셜로봇제품의기능비교 ] 로봇 irobieq Silbot 키봇누리아띠 FURo-iHome ijini 주요특징 유진로봇에서개발하였으며, 10 여가지의사회적상호작용을수행할수있으며응용컨텐츠기술의융합 ( 서비스저작도구 ) 을통해체험형학습서비스를제공 고정단어인식엔진이아니라, 제한없는자연어인식엔진을적용함 (60 만원 + 매월사용료 12 만원 ) 로보케어에서개발하였으며, 노인용서비스, 어린이용영어교육등의다양한사회적서비스를제공 눈맞춤, 얼굴인식, 표정인식, 음성인식을기반으로인간의다양한감성을인식하고아바타를이용한감성표현이가능 ( 판가 2,500 만 ~3,000 만원 ) 교육용로봇으로 Robot based learning 을토대로소리에반응하는상호교감기능이있음 동화, 동요, 영어전집등의교육콘텐츠를통해유아에서초등학생까지연령별교육이가능하며, 140 여개단어를말하거나만지면다양한표정과움직임기능제공 교육용로봇으로스마트폰을로봇의두뇌역할을하도록설계하고, 유아영어사전및빅캣시리즈, 영어파닉스, 영어학습교재를교육용콘텐츠로제공함 놀이학습외에사물지능통신 (M2M) 에관한학습에도이용되고있으나로봇의사회적행동은구현되지않음 퓨처로봇에서스마트홈서비스로봇을표방하여개발하였으며, 바퀴를이용하여집안을돌아다닐수있고, 로봇원격제어, 집안모니터링, 가족간채팅, 알람설정, 일정설정, 사물인터넷디바이스제어등기능을제공함 소비자가는 1,200 달러로발표됨 아이피엘에서개발중이며, 스마트홈, 사물인터넷과연동되는소셜로봇을지향함 ( 16 년레드닷어워드수상했으며, 16 년하반기출시예정 ) 자체적으로안드로이드기반의로봇운영체제 (OS) 를개발함 * 출처 : 소셜로봇기술동향과산업전망, 한국산업기술평가관리원, 국내요소기술동향 음성인식기술 산업전반에걸쳐지식과기술의결합을가장요하는기술로서로봇뿐아니라컴퓨터, 스마트폰, 가정용전자기기등다양한분야에서활용되고있음 음성인식을위한많은용량을차지하는데이터는클라우드서버에서보관하고, 추출된음성인식데이터를서버로전송하여인식을수행하는기술방식이주로채택되고있음 삼성전자는스마트폰과태블릿에서 S보이스라는서비스를도입하였으며, 핵심음성인식원천기술은미국뉘앙스의블링고라는인식엔진을사용함 옥션은 2015년 2월부터 말하고사자 라는음성인식서비스를통해서음성으로상품을검색해주는서비스를실시하고있음 KIST는 4개의마이크를사용하여주위환경에서발생하는소리의위치를파악하여카메라가소음원을보게하고소리의종류를분류하는기술을개발하였음 98

107 전략제품현황분석 영상인식기술 SK플래닛의 11번가는 2015년 12월패션, 잡화상품에한대이미지를활용한상품검색기능을시험운영중임. 모바일앱검색창에찾고싶은유형의상품을카메라로찍으면비슷한재질, 색상의상품을검색해주는영상인식딥러닝기술을적용함. 현재 350만장의상품이미지가등록되어있으며검색정확도는 95% 수준임 Naver는모바일에서유명인의생생한고화질현장이미지를시간순서에따라서이벤트별로묶어제공하는이미지타임라인서비스를 2016년 5월선보임. 모바일검색창에 여자친구 를입력하면검색결과에서여자친구가참석한음악방송, 화보촬영, 팬사인회등이벤트에따른관련이미지들을시간순서대로딥러닝기술을이용해서보여줌 위치인식기술 소닉에서개발한위치인식시스템은실내에서천장에반사표식을붙여놓고로봇으로하여금적외선을이용하여설치된표식을구분하는방식으로위치를측정하는시스템을개발함 이러한방식은위치인식시간이빠른장점이있지만, 모든공간에표식을설치해야하며, 주변조명변화에인식이민감하다는단점이있음 로봇감성표현기술 KAIST는프리미티브기반의제스처생성및감성모델기반의감정표현기술등을연구함 DST로봇은 15개의모터로구성된관절구동방식의 4족보행로봇으로다양한감정모션과지능적행동패턴을수행할수있는가정용애완서비스로봇을개발함 퓨처로봇은음성과표정을통한다양한감성표현 ( 기쁨, 만족, 실망등 ) 을위한지능형아바타를탑재하여입모양, 허리움직임, 상황에따른부위별 LED 표현, 립싱크표현기능을구현함 언어지능및지식추론기술 미래창조과학부는소프트웨어분야국가혁신기술개발형 R&D 과제로 2013년엑소브레인 (Exobrain) 프로젝트를착수했는데, 2023년까지 자연어를이해하여지식을자가학습하며, 전문직종에취업가능수준의인간과기계의지식소통이가능한지식과지능이진화하는 SW 개발을목표로함 ETRI가과제총괄기관이며, KAIST, 포항공대, 솔트룩스등이참여하고있으며, 3대핵심기술로인간모사형지능기술, 자율학습기반지식진화기술, 문제해결형협업기술등을꼽고있음 엑소브레인은 16년 10월장학퀴즈챔피언들과실제퀴즈쇼를준비하고있으며, 16년1월자체로수행한모의시험에서주장원전의우승수준에도달함. 정답을찾는속도도 8초에서 6초이내로개선하고있음 99

108 소셜로봇플랫폼및서비스 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 해외업체의제품동향 초창기의소셜로봇 : 소니 AIBO 소니가개발하여 1999년에발매한 AIBO는강아지로봇으로 2,500달러란비싼금액이지만 2006 년까지일본, 미국, 유럽시장에 15만대이상판매하였음. 당시에는소셜로봇이란용어를사용하지않았고엔터테인먼트로봇이라불렸음. 비싼값에도불구하고출시당시에는너무많은사람들이몰려서제비뽑기로구매할사람을정하기까지했을정도였음. 하지만, 비싼가격으로수요층을지속적으로늘리는데는실패했고, 소니는전자사업이위기를겪음에따라 2006년도 AIBO 사업을종료했음 2014년소니는 AIBO의 AS도중단하게되었음. 정상적인수리가불가능하게되자, 폐기처분되는 AIBO가나왔고, AIBO의주인들은이런 AIBO 로봇을위해합동장례를치러주기도하였음. 이렇게 AIBO의주인들은로봇를단순히전자제품이나기계로보지않고자신과감정적인교류를하는객체로간주하였음 최근의소셜로봇 : 일본 Pepper, 미국 Jibo 와프랑스 Buddy 2014 년선보인일본 Pepper 와미국 Jibo 는단숨에세계적인이목을끌게하였음 일본통신사업자소프트뱅크 2015년 6월소셜로봇 Pepper를일반인대상으로판매개시함. 인간과동일하게언어를구사하고제스처를취하는등타로봇보다진일보한기능을제공한것으로평가됨. 업계에서는 Pepper가여전히기능에비해가격이높고구매필요성이높지않으며, 현시점에서는장난감과같은수준이라는평도있음. 하지만 Pepper는지금까지 1만대이상보급되었음 미국 MIT 미디어랩 Cynthia Breazeal 박사는소셜로봇 Jibo를크라우드펀딩인디고고를통해 371만달러를모금했고, 올해상반기정식판매예정이었지만일정은지연되어하반기에북미지역에서발매될예정임. Jibo가보여준다양한서비스와저렴한가격, 자연스런움직임은전세계사람들의관심을일시에끌었음 Jibo는 255가지감정표현개발에주력하고 Pepper는사용자의시선을찾아서정확하게눈을맞추는것에초기포커싱됨 서비스영역은타사업자와제휴 ( 예 : IBM Watson 등 ) 를통해확장하고어떤 UX로서비스를제공하느냐가핵심임 100

109 전략제품 현황분석 프랑스의 로봇 스타트업 Blue Frog Robotics 소셜로봇 Buddy를 개발하여 크라우드펀딩 인디고고에서 61만 달러를 모금했고, 올해 하반기에 공 급할 예정임. 이 로봇 역시 많은 사람들의 관심을 받고 있음 딥러닝 등 인공지능이 주도하는 최근 IT Trend에 의하여 '로봇'에 대한 일반 대중의 이해와 수 용도가 점차 높아지고 있으며, 소셜로봇에 있어서 기술적 특징은 Interface/UX 영역이 로봇 고 유영역으로 남고, AI는 범용화 기술이 될 가능성이 높으나 Interface와 AI의 조화가 핵심 경쟁 력이 될 가능성이 큼. 즉 로봇이 가지고 있는 지식을 자연스럽게 말이나 행동으로 옮겨야 하는 데 이를 사람과 같이 맥락에 맞는 자연스런 행동을 접목시키는 것이 중요한 기술이 될 것임 [ 대표적인 해외 소셜로봇 제품 비교 ] 구분 Pepper(일본) Jibo(미국) Buddy(프랑스) 컨셉 어눌하지만 대화 가능한 휴머노이드 로봇 사람과 감정 교류 기반으로 편의기능 제공 Jibo보다 인간을 닮고, Pepper보다는 간결함 특징 머리와 팔을 인간과 같은 형상과 감정인식 기반의 대화를 통해 의인화 시도 몸통과 머리의 자연스러운 움직임과 디스플레이를 통해 의인화 시도 만화 캐릭터 같은 큰 눈과 작은 입으로 귀여운 표정을 가짐 가격 1,658 달러(약 200만 원) 보험료/서비스료 등 실제는 2년 약정에 2천만원선 749 달러(약 90만 원) 649 달러(약 78만 원) 출시시기 2015년 6월 2016년 10월 예정 2016년 4Q 예정 개발사 일본 Softbank 미국 Jibo 프랑스 Blue Frog Robotics 높이/무게 120cm / 28kg 27cm / 2.7kg 56cm / 5kg 움직임 바퀴가 장착돼 자유로운 이동 가능 데스크 고정형으로 이동 불가 전면 2개의 큰 바퀴, 후면 1개 바퀴로 이동 외관 * 출처 : 소셜로봇 기술동향과 산업전망, 한국산업기술평가관리원,

110 소셜로봇플랫폼및서비스 [ 대표적인해외소셜로봇제품비교 ] 제공기능설명 Pepper Jibo Buddy 개인비서 생일등일정을음성으로미리알려줌, 음식주문 O O X 좋아하는음악플레이 X X O 놀이친구 아이에게동화를읽어주는스토리텔링 O O O 핸즈프리통화, 메시지알림 / 읽어주기 (TTS) X O O 소통수단 영상통화, 화자의위치를인식해서스스로방향전환 X O X 로봇간통신 O X O 스마트홈허브 전등등스마트디바이스 On/Off 제어 X O O 감정인식 사람의감정을인지하고, 이를바탕으로적절하게대화함 O X X 음성 / 얼굴인식, 대화 음성명령을이해하고, 명령내린사람의얼굴을인식함 간단한대화를통해명령수행 O O O 자가학습 가족구성원의얼굴과취향을학습 O O O 홈보안 SW 확장성 집안을순찰하면서전등, 출입문등을감시, 원격제어 O X O 추락이나비정상적인정지상태감시 X X O SDK 를이용한기능확장 O O O * 출처 : 소셜로봇기술동향과산업전망, 한국산업기술평가관리원, (2) 국내업체동향 한국과학기술연구원 (KIST) 지능로봇사업단 16) 메로S(MERO-S) 는사람보다는일체형 PC에가깝다. 음성인식, 얼굴인식, 감성표현아바타기술등으로무장해사람과감성적교류가가능함. 또다른로봇인, 영어보조교사잉키와메로는 2010 년미국타임지선정세계 50대발명품에선정되기도함. 그리고노인치매예방로봇실벗은최근용인실버타운 삼성노블카운티 에서치매환자들의치료와경북대학교의과대학에서자폐아이들의치료에활용되기시작함 16) 출처 : KISTI MARKET REPORT, 인공지능특집호, 한국과학기술정보연구원,

111 전략제품 현황분석 노인요양기관 병원 학교 등에서 구입해 활용하고 있지만 대당 2,500만~3,000만 원의 다소 비싼 가격과 다양한 기능의 한계로 판매가 활발하지 않음. 국내 로봇업체 퓨처로봇도 음성인식, 감정분 석으로 사람의 표정과 말에 대응하여, 응답하는 퓨로-아이 홈(FURo-i Home) 로봇을 개발함, 아 직까지는 비싼 비용과 기능의 한계 등으로 소셜로봇 활용은 광고 및 홍보에 국한되어 사용되고 있 지만, 지속적인 개발과 학생과 소셜로봇 간의 협동을 통해 학생의 학습 성취도나 참여도를 높이고 자 교육 등 적용분야 확대가 고려되고 있음 [ 소셜로봇 모습 ] 103

112 소셜로봇플랫폼및서비스 [ 여가지원로봇기술적용최근제품 - 1 ] 주요제품회사명구분주요특징 Ninebot Mini Ninebot ( 중국 ) 여가지원용로봇 ( 탑승형 ) 주행속도 16km, 주행거리 22km, 12.8kg 스마트폰으로원격조정가능 AI 자기학습알고리즘을통한자율개선 스마트폰연동도난방지경보, 계기판, 상태진단 샤오미에서 35 만원대이동로봇으로공개하여언론에화제 Ninebot ( 중국 ) 여가지원용로봇 ( 탑승형 ) 최대속도 20km/h, 주행거리 20km 충전시간 3~4 시간 스마트폰앱연동을통한속도, 이동거리, 고장등확인가능 Ninebot E Ninebot One Ninebot ( 중국 ) 여가지원용로봇 ( 탑승형 ) 속도 14~22km/h, 주행거리 10~35km 충전시간 1~4 시간 스마트폰앱연동을통한속도, 이동거리, 고장등확인가능 기울기, 저전력, 내부고장등안전경보시스템 F6 DRIFTING BOARD Qingdao Xingzhe Technology ( 중국 ) 여가지원용로봇 ( 탑승형 ) 탑승형로봇 최고속도 10km/h, 최대거리 20km 최고경사도 15 도 T4 블루투스형 Qingdao Xingzhe Technology ( 중국 ) 여가지원용로봇 ( 탑승형 ) 탑승형로봇 최고속도 18km/h, 최대거리 35km 최고경사도 40 도 무게 : 10.8kg * 출처 CES 2016 로봇동향, 한국로봇산업협회,

113 전략제품 현황분석 [ 여가지원 로봇 기술적용 최근 제품 - 2 ] 주요 제품 icarbot 회사명 구분 Zhengzhou F-wheel (중국) 여가지원용 로봇(탑승형) 노트북크기의 탑승형 로봇 최대속도 12km/h, 3.4kg 충전시간 : 2.2H 최대 경사도 : 10도 Zhengzhou F-wheel (중국) 여가지원용 로봇(탑승형) 최대속도 18km/h~25km/h (모델별 상이) 무게 : 12kg 충전시간 : 60분 최대 경사로 : 22도 스마트폰 앱 연동 속도, 배터리상황 정보 제공 EHANG 여가지원용 로봇(탑승형) 1인 탑승 가능 최대 높이 3,500m, 최대 시속 100km/h 이착륙 버튼을 통해 간단한 이착륙 가능 Dolphin One 주요 특징 EHANG 184 Rokid 여가지원용 로봇 AI 기능 탑재, 다양한 질문에 답변 가능 스마트홈 디바이스 제어 터치 센서를 이용한 볼륨, 밝기 설정 카메라를 이용한 제스처 인식 Rokid OS 탑재 Melody * 출처 CES 2016로봇 동향, 한국로봇산업협회, 국내 로봇산업의 투자 계획 (박일환 SKT 단장) 소셜로봇은 세계적으로 상용화 초기단계이나 미래 서비스로봇 시장에서 핵 심적인 역할을 할 유망분야로 SKT는 18년 신제품 출시를 통해 소셜로봇 시장에 진출할 것이 라고 밝힘 그간 축적해온 음성인식 및 네트워크 기반기술을 바탕으로 음악, 전자상거래, 엔터테인먼트 등 다 양한 서비스 플랫폼과 연계할 계획임 출처 : 첨단제조로봇을 통한 스마트공장 고도화 추진, 산업통상자원부 보도자료,

114 소셜로봇플랫폼및서비스 다. 기술인프라현황 국내기관등기본인프라현황 우리나라는기관등기본인프라는조성되었으나, 타산업분야와의협동등개방형로봇산업생태계조성측면에서는아직여지가많음 소셜로봇에요구되는로봇운영체제, 인공지능, 클라우드, 빅데이터, 스마트인터랙션관련원천기술확보가시급함. 국내시장이규모가적어서사업화추진에제약이많고, 규모경제실현이어려우므로, 한계극복을위한지속적인국제협력과표준 인증지원등을통해국외시장진출을확대가필요함. 그리고, 소셜로봇을가능하게하기위해서는다양한정보의누적, 특히개인정보보호가뒷받침되어야함. 한편, 소셜로봇은사람의감정, 생각, 판단의영역을로봇이대체할수있다는도덕관의변화가초래될수있다. 소셜로봇이트랜드에부합되지만, 향후로봇의가치와규범을견인하고, 인간의사회에부합되려면지속적인다학제적연구및비즈니스모델신규발굴이요구됨 * 출처 KISTI MARKET REPORT, 인공지능특집호, 한국과학기술정보연구원, 2016 인공지능과로봇융합기술 R&D 촉진 국내기업의세계적인소셜로봇플랫폼개발필요 당장국내에서개발된소셜로봇은 Pepper나 Jibo, Buddy 같이완성도가높고대중적으로인기를끌만한제품이없으므로, 이러한외산제품이국내시장에 1~2년사이도입될것으로전망됨 소셜로봇은서비스플랫폼의일부이므로일단시장장악이이루어지고나면바꾸기매우어려움. 아직소셜로봇은다른제품도시장형성초기단계에있으므로더늦기전에한국기업도세계적인소셜로봇플랫폼을목표로개발하여시장에진입해야하겠음 인공지능융합기술및 HRI R&D 장려 앞으로다양한형태의소셜로봇뿐만아니라인공지능과융합된로봇시스템이개발되고적용될것임. 이러한분야는한국의미래성장동력이될산업이므로이에대해활발히 R&D를지원해야하겠음. 특히인공지능분야의전문인력이태부족한실정이므로집중적으로육성해야함 HRI(Human Robot Interaction) 에대한연구개발이확대되어야함. 소셜로봇은 HRI가핵심성능인로봇이며, 특히 Social HRI에대한다양한연구개발이뒷받침되어야향후더욱경쟁력있는제품개발로이어질수있음 산학연협력체계강화 기업은시장요구분석과제품개발을, 대학과연구소는핵심 / 원천기술개발을담당함 미국의 Jibo 같은경우에는관련기술개발을진행하던대학 / 연구소에서제품을개발하는기업으로 106

115 전략제품현황분석 신속히기술이연결되는것을볼수있음. 소셜로봇처럼시장형성초기단계인제품은이렇게기술이제품으로이어지는속도가빨라야함 국내로봇기술을가진기업은여럿있으나대부분규모가영세하여자체적으로인공지능등핵심 / 원천기술의수준은낮은수준임. 대학과연구소가보유하고있는인공지능기술이제품에보다쉽게녹아들수있도록산학연이서로의역할을잘나누어제품개발하는협업해야, 뒤처진기술을따라가며효과적으로시장에침투할수있는제품개발에성공할수있음 빅데이터접근성개선 인공지능기술고도화를위한빅데이터접근성개선이필요함 소셜로봇은로봇기술보다도인공지능기술이더욱비중이높은로봇분야임. 인공지능연구에는학습에필요한빅데이터확보가매우중요한데, 구글, 페이스북같은글로벌 IT 기업이확보할수있는데이터규모에비교하면국내에서확보할수있는데이터는너무적은상황임 국내인공지능연구자대부분이빅데이터확보의어려움을호소하고있으므로, 공공질서를해치지않는범위안에서공공데이터의제공등연구개발을촉진할지원책을강구해야함 공공기관의초기수요확대지원 소셜로봇의시장규모확대에공공수요활용함 국내는작은시장규모로인해미국, 일본, 유럽, 중국에비해초기시장형성에특히애로가많음. 소셜로봇도공공기관의대외창구 ( 우정사업본부, 정부및지자체민원창구등 ) 또는교육시설같은공공수요를활용하여초기시장규모확대를지원하는정책을펼칠필요있음 107

116 소셜로봇플랫폼및서비스 라. 특허동향분석 (1) 연도별출원동향 소셜로봇플랫폼및서비스기술분야의지난 7년 ( 10~ 16) 간출원동향 17) 을살펴보면, 2011 년부터 2013년까지상승세를보이다최근소폭하락하는추세를나타냄 각국가별로살펴보면미국출원은전체출원경향과동일하게상승세를보이다최근소폭하락하는추세이며, 한국출원은큰변동없이꾸준한유지를보이며, 유럽과일본의출원은소폭의상승과감소를반복하고있는것으로관찰됨 국가별출원비중을살펴보면미국이전체 72.4% 를차지, 최대출원국으로서소셜로봇플랫폼 및서비스기술을리드하고있는것으로나타났으며, 한국이 12.2%, 유럽 8.4%, 일본 7.0% 순으로나타남 [ 소셜로봇플랫폼및서비스관련기술연도별출원동향 ] 17) 특허출원후 1 년 6 개월이경과하여야공개되는특허제도의특성상실제출원이이루어졌으나아직공개되지않은미공개데이터가존재하여 2015, 2016 년데이터가적게나타나는것에대하여유의해야함 108

117 전략제품 현황분석 (2) 국가별 출원현황 한국의 출원현황을 살펴보면 많지는 않지만 비교적 일정하게 출원건이 유지되고 있음을 보임 한국은 2011년에 외국인 비중이 24% 정도를 차지하고 있었으나, 이후 외국 출원인의 비중이 점 차로 낮아지고 있는 점이 특징적임 미국의 출원현황은 2011년부터 2013년까지 상승세를 보이다 최근 소폭 하락하는 양상을 보임 2012년에는 외국인 출원이 55% 정도까지 증가했다가, 2013~2014년 30여%로 외국인 출원의 감소를 보임 일본의 출원현황은 2013년까지 증가하다가 이후 다소 감소하는 경향을 보이고 있고, 내국인 중심의 출원 경향을 보임, 유럽의 경우에는 증감추세를 반복하고 있는 것으로 보이며, 외국인 비중이 전체 70~90% 정도로 유럽인 출원 비중이 낮은 것이 특징임 [ 국가별 출원현황 ] (3) 투입기술 및 융합성 분석 109

118 소셜로봇플랫폼및서비스 소셜로봇플랫폼및서비스분야의투입기술을확인하기위하여특허분류코드인 IPC Code 18) 를통하여살펴본결과, 소셜로봇플랫폼및서비스분야의가장높은 IPC는 G06F 기술분야가 176건으로가장많이차지하고있으며, 이어서 B09B가 136건, G06Q가 101건으로다수를차지함 이외에 H04L 65건, H04W 44건, H04M 38건, B61L와 H04B, H04L이각각 32건, G06N 19 건순으로기술이투입되어있어소셜로봇플랫폼및서비스분야에다양한기술이융합되어존재함 더불어해당 IPC의특허인용수명을살펴보면 B61L 기술분야의수명이 9년으로가장긴것으로나타났으며, G06Q, H04W, G06N 기술분야는각각 4년으로가장짧은것으로분석됨 [ 소셜로봇플랫폼및서비스기술분야상위투입기술 ] IPC 기술내용특허인용수명 (TCT) 19) G06F 전기에의한디지털데이터처리 6 년 G09B G06Q 교육용또는교시용의기구 ; 맹인또는농아자와의의사를소통하기위한교습용기구 ; 모형 ; 유성의 ; 지구의 ; 지도 ; 도표 관리용, 상업용, 금융용, 경영용, 감독용또는예측용으로특히적합한데이터처리시스템또는방법 ; 그밖에분류되지않는관리용, 상업용, 금융용, 경영용, 감독용또는예측용으로특히적합한시스템또는방법 8 년 4 년 H04L 디지털정보의전송 6 년 H04W 무선통신네트워크 4 년 H04M 전화통신 7 년 B61L 철도교통의안내 ; 철도교통의보안 9 년 H04B 전송 6 년 H04N 화상통신 7 년 G06N 특정계산모델방식의컴퓨터시스템 4 년 18) 전세계적으로통용되고있는국제특허분류 (IPC: International Patent Classification) 를통해특허정보기술분야에서공지기술을조사할수있으며, 기술및권리정보에용이하게접근가능 19) 특허인용수명지수는후방인용 (Backward Citation) 에기반한특허인용수명의평균, Q1, Q2( 중앙값 ), Q3 에대한통계값을제시함. 특히이와같이산출된 Q2 는 TCT(Technology Cycle Time, 기술순환주기또는기술수명주기 ) 라고부름 110

119 전략제품 현황분석 투입기술이 가장 많은 G06F 분야와 융합이 높게 이루어진 기술은 H04L 분야로 나타났으며, G06N, G06Q 분야와도 융합된 기술의 건수가 높은 것으로 분석됨 이외에 G09B 분야와 융합된 기술은 G06Q, A61B, A63F 분야와 융합된 기술이 많은 것으로 나 타났으며, G06Q 분야와 융합된 기술은 H04L, B61L 등의 기술로 분석됨 [ 소셜로봇 플랫폼 및 서비스 분야 IPC 기술 및 융합성 ] (4) 주요출원인 분석 앞서 국가별 특허건수에서 미국이 가장 많은 특허를 보유하고 있는 것으로 나타났던 특징과 동 일하게 소셜로봇 플랫폼 및 서비스 기술 분야의 주요 출원인은 대다수가 미국기업이었음 미국 외 출원인으로는 일본기업 Mitsubishi가 8위, 삼성전자가 10위를 차지하여 주요 출원인으로 상위권에 포함됨 주요 출원인 중 1위 출원기업인 FLEXTRONICS AP 사의 3극 출원건 22건을 제외하고는 대다 수 주요 출원인은 미국출원에 집중하고 있는 것으로 확인됨. 따라서 대다수 출원인이 미국을 111

120 소셜로봇플랫폼및서비스 시장중심국으로예상하고있는것으로판단됨 피인용지수에대한통계에서도 1위출원기업인 FLEXTRONICS AP 사의피인용지수가 7.55 로기술력에서타기업에비해우위에있는것으로나타났으며, ITRON INC도피인용지수 6.29로기술이우위에있는것으로판단됨. 반면국내기업삼성전자의피인용지수는 1.2로선진기업에비해기술력이다소미흡한것으로사료됨 [ 주요출원인의출원현황 ] 주요출원인 국가 주요 IP시장국 ( 건수 %) 한국미국일본유럽 IP 시 장국 종합 3 극 패밀 리수 ( 건 ) 피인용 지수 주력기술분야 FLEXTRONICS AP LLC 미국 % 100% 0% 0% 미국 User interface INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP 미국 % 100% 0% 0% 미국 인텔리전스데이터 AUGUST HOME INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 INTELLIGENT DOOR LOCK SYSTEM AT&T INTELLECTUAL PROPERTY 미국 % 100% 0% 0% 미국 Learning Device BANK OF AMERICA CORP 미국 % 100% 0% 0% 미국 0 0 예측모델 ITRON INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 Communicatio n devices ATIEVA INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 0 0 Learning interface MITSUBISHI DENKI KK 일본 % 100% 0% 0% 미국 Train (communicatio n) system SERVER TECHNOLOGY INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 Power Device 삼성전자 한국 % 60% 0% 0% 미국 학습플랫폼 112

121 전략제품 현황분석 (5) 국내 출원인 동향 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 삼성전자가 2건, 현대모비스, 에스케이텔레콤 등이 각 각 1건을 나타내는 등 국내특허는 대부분 1~2건으로 적은 수가 조사됨. 중소기업으로는 매쓰홀릭이 3건, 퀼슨 2건 등이 있으나 나머지는 대부분 1건으로 역시 특 허건수가 많지 않음 기업 이외의 주요 출원인을 살펴보면 한국철도공사, 전자통신연구원, 서울대학교병원 등이 각 각 1건씩 출원하고 있으며, 대학의 경우에는 한국기술교육대학교, 한국과학기술원, 포항공과대 학교가 각각 2건, 나머지는 대부분 1건으로 조사되어 본 기술에 대한 국내 연구활동이 활발하 지 않은 것으로 예상됨 [ 국내 주요출원인의 출원 현황 ] 113

122 소셜로봇플랫폼및서비스 5. 중소기업환경 가. 중소기업경쟁력 소셜로봇분야의중소기업경쟁력은기술분류별로차이가있으나, 완구로봇과케어로봇분야에서 참여가비교적활발하게이루어지고있음. 다만, 안내, 비서등고도의지능기술을요구하는중대 형및소형소셜로봇분야에서는대기업의참여가높아중소기업의경쟁력이낮은수준임 [ 소셜로봇플랫폼및서비스분야중소기업현황 ] 기술분류주요기술대기업중소기업 중소기업 참여영역 중소기업 참여정도 중대형소셜로봇 교육, 안내, 집사, 엔터테인먼트 퓨처로봇, LG 전자 유진로봇 안내, 엔터테인먼트 소형소셜로봇 비서, 엔터테인먼트 LG 전자, KT, SK 텔레콤 아이피엘 비서, 엔터테인먼트 완구로봇 교육, 엔터테인먼트 - 아이로 교육, 엔터테인먼트 케어로봇 건강지원, 생활지원, 정서지원 - 로보케어, 유진로봇 건강지원, 생활지원, 정서지원 * 중소기업참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 114

123 전략제품 현황분석 나. 중소기업 기술수요 소셜로봇 분야의 중소기업의 기술수요를 파악하기 위하여 중소기업 기술수요조사 및 중소기업청 R&D신청과제(2013~2015년)를 분석한 결과 아래 표의 내용과 같은 수요들이 다수 있는 것으로 분석 소셜로봇 분야에서 소셜로봇 플랫폼 제작 기술 개발, 상황 인식 기술 개발, 서비스와 콘텐츠 제작, 멀티모달 인간 로봇 상호작용 기술에 대한 기술개발 수요가 많은 것으로 나타났으며, 이에 따라 다중 센서 융합을 이용한 3차원 물체 인식 기술 개발 등의 연구과제가 등이 이루어진 것으로 나 타났음 [ 소셜로봇 분야 과제신청현황 및 수요조사결과 ] 전략제품 소셜로봇 기술 분류 관심기술 기타 로봇/자동화기계 관련기술 로봇의 고정밀 위치제어를 위한 백래시 저감 감속 기어 개발 개인맞춤형 제조를 위한 DLP방식의 수조형 자동화 시스템 3D 프린터 및 디자인 개발 IoT 기술을 활용하여 스마트기기와 모터를 쉽게 연결할 수 있게 하는 모션코어모듈 및 그 응용 제품 개발 멀티콥터 기반의 다기능 영상 촬영용 짐벌 개발 자동차의 최신기술을 구현 가능한 교구용 자동차로봇 개발 로봇 비젼 및 생산자동화 기술 모바일카메라용 OIS Module 자동검사시스템 로봇 제어 및 지능화기술 무궤도/유궤도 운행이 가능한 하이브리드 무인운반차의 제어시스템 개 발 다중 센서 융합을 이용한 3차원 물체 인식 기술 개발 Educational DIY Robot 조립/정밀 이송기술 세계최초 카메라 모듈용 IR필터-Attach 자동화 시스템 개발 115

124 소셜로봇플랫폼및서비스 다. 중소기업핵심기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 소셜로봇플랫폼및서비스기술의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출 소셜로봇플랫폼및서비스기술의특허및논문유효데이터를기반으로키워드클러스터링을통하여 12개의요소기술후보군을도출 제품별 dataset 구축 : 소셜로봇플랫폼및서비스기술관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인-빈도수 (tf-idf) 20) 가상위 30% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 21) 가 2이상인클러스터로제한 ) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 각키워드를나타내는원과키워드간의연관도를나타내는직선으로구성 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 키워드로도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 소셜로봇플랫폼및서비스기술전략제품의특허 논문유효데이터에대하여키워드클러스터링결과를기반으로요소기술도출 데이터기반의요소기술도출은키워드클러스터링을통해도출된요소기술에대하여전문가의검증및조정을통하여요소기술을도출 20) 빈도수 (tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 21) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 116

125 전략제품 현황분석 [ 소셜로봇 플랫폼 및 서비스 분야 키워드 클러스터링 ] [ 소셜로봇 플랫폼 및 서비스 분야 주요 키워드 및 관련문헌 ] No 주요 키워드 클러스터 01 intelligence application 클러스터 02 playground installation 클러스터 03 training system 연관도 수치 관련특허/논문 제목 5~6 1. Active input elicitation by intelligent automated assistant 2. Method of communications for an intelligent digital audiovisual playback system 3. Efficient sharing of application using fairness data in distributed environment 6~8 1. Child restraint system with automated installation 2. PLAYGROUND SYSTEM 3. Public knowledge and confidence in the use of public access defibrillation 4~5 1. Method of communications for an intelligent digital audiovisual playback system 2. Systems and methods for providing user interfaces in an intelligent television 3. Optical brain monitoring for operator training and mental workload assessment 117

126 소셜로봇플랫폼및서비스 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 04 electronic device 4~5 1. Cloud-based device interaction 2. Methods and apparatus for intelligently providing power to a device 3. Towards a modified consumer haptic device for robotic-assisted fine-motor repetitive motion training 클러스터 05 mobile device 4 1. Cloud-based device interaction 2. Methods and apparatus for intelligently providing power to a device 3. Towards a modified consumer haptic device for robotic-assisted fine-motor repetitive motion training 클러스터 06 communicati on device 4~7 1. Methods and apparatus for intelligently providing power to a device 2. Train communication system and train communication method 3. High data rate ground-to-train free-space optical communication system 클러스터 07 intelligent communicati on 4~5 1. Content-sensitive user interface for an intelligent television 2. Methods and apparatus for intelligently providing power to a device 3. Multidisciplinary analysis of an unusual tornado: Meteorology, climatology, and the communication and interpretation of warnings 클러스터 08 present invention 4~5 1. Distributed presentation software for multiple instantiations in home network 2. Apparatus for Electronic Presentation of Time-Varying Digital Imagery With or Without Accompanying Audio Under a Transparent or Translucent Form in Response to Sensor Data 클러스터 09 communicati on system 4 1. Multidisciplinary analysis of an unusual tornado: Meteorology, climatology, and the communication and interpretation of warnings 2. High data rate ground-to-train free-space optical communication system 3. Method of communications for an intelligent digital audiovisual playback system 클러스터 10 online interaction, intelligent terminal 4 1. MENTOR-TUNED GUIDED LEARNING IN ONLINE EDUCATIONAL SYSTEMS 2. Active input elicitation by intelligent automated assistant 3. Multidisciplinary analysis of an unusual tornado: Meteorology, climatology, and the communication and interpretation of warnings 118

127 전략제품현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여최종요소기술명확정 [ 소셜로봇분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 감성표현을위한로봇얼굴 전문가선정 소셜로봇플랫폼제작기술개발 유연한제스처와자세표현 전문가선정 감성형로봇플랫폼디자인과시스템통합 전문가선정 상황인식기술개발 사용자감정인식 원거리음성인식기술 전문가선정 전문가선정 멀티모달대화시나리오저작기술 전문가선정 멀티모달인간 - 로봇상호작용 멀티모달상호작용실행엔진기술 전문가선정 멀티모달감정표현기술 전문가선정 멀티모달인식제어통합 전문가선정 통합운영소프트웨어프레임워크 원격모니터링과제어 전문가선정 IoT 및클라우드서비스연동 전문가선정 서비스와콘텐츠제작기술 서비스와콘텐츠제작모델표준화기술 콘텐츠공유관리유통체계 전문가선정 전문가선정 사용자의도인식및대응 인간및인간행동인식기술 사용자와의상호작용을위한대화및의사소통기술 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 로봇상황인지지식체계기반로봇지능체계기술특허 / 논문클러스터링 교육모니터링및제공기술 특허 / 논문클러스터링 콘텐츠모니터링및서비스 여가모니터링및제공기술 특허 / 논문클러스터링 콘텐츠와반복상황등에관한 DB 기술 특허 / 논문클러스터링 119

128 소셜로봇플랫폼및서비스 (3) 핵심기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을고려하여평가 [ 소셜로봇플랫폼및서비스분야핵심기술 ] 분류핵심기술개요 감성표현을위한로봇얼굴 하드웨어장치, 아바타, 프로젝션등다양한접근방법을기반으로사용자, 환경및상호작용상황에따라풍부한감정을표현할수있는로봇얼굴의디자인, 제작및제어기술 소셜로봇플랫폼제작기술개발 유연한제스처와자세표현 고개움직임, 팔동작, 몸체자세등상호작용상황에적합한다양한자세와동작을유연하고효율적으로표현할수있는하드웨어제작및제어기술 감성형로봇플랫폼디자인과시스템통합 사용자의거부감을최소화하고감성을극대화할수있는외형디자인방법론과소셜로봇의풍부한인식과표현능력을확보하기위한다수의센서와액추에이터를로봇플랫폼안에효과적으로실장하는기술 상황인식기술개발 사용자감정인식 영상과음성신호를기반으로표정, 말투, 음운등의정보를검출하여사용자의감정을인식하는기술 멀티모달인간 - 로봇상호작용 멀티모달대화시나리오저작기술 로봇의멀티모달표현기능을활용하는대화기반의상호작용시나리오를효율적으로저작할수있는언어체계와저작도구 통합운영소프트웨어프레임워크 멀티모달인식제어통합 원격모니터링과제어 소셜로봇의상호작용능력을실현하는데필요한다수의 SW 모듈들을대상으로연동체계, 처리흐름, 자원관리등을통합제어하는기술 원격지에서로봇의상태를모니터링하고, 인식제어기능중일부또는전부를사람이원격수행함으로써소셜로봇의실환경적용성능을최적화하는기술 사용자의도인식및대응 사용자와의상호작용을위한대화및의사소통기술 사용자와의커뮤니케이션시사용자의도에맞는언어생성및프로세스, 복합지식의인지과정에따른서비스레벨의사용자의도파악기술 120

129 전략제품현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 소셜로봇기술로드맵 121

130 소셜로봇플랫폼및서비스 나. 연구개발목표설정 [ 소셜로봇핵심기술연구목표 ] 분류핵심기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 감성표현을위한로봇얼굴 감성과행위개수 ( 연차별누적 ) 얼굴기반총 8 종의감정과행위표현 소셜로봇플랫폼 유연한제스처와자세표현 표현동작의자유도 ( 연차별누적 ) 손과팔로총 18 자유도의동작표현 감성형로봇플랫폼디자인과시스템통합 사용자만족도 60% 70% 80% 디자인과활용성에대한사용자설문만족도 80% 이상 사용자감정인식 모달리티 / 정확도 영상 / 80% 음성 / 85% 영상 + 음성 / 90% 2 개이상의모달리티기반 90% 이상정확도 상황인식과표현 사용자와의상호작용을위한대화및의사소통기술 모달리티음성대화음성 + 동작 - 음성과동작을통한의사소통가능 멀티모달대화시나리오저작기술 모달리티음성대화음성 + 동작 - 음성과동작표현을동시기술할수있는저작기술 콘텐츠 / 서비스통합운용 멀티모달인식제어통합 통합아키텍처 아키텍처설계와개발 시범시나리오개발과검증 통합아키텍처의개발과검증완료 원격모니터링과제어 사람개입제어의사용자만족도 - 60% 80% 사람개입제어를통한상호작용의사용자만족도 80% 이상 122

131 전략제품현황분석 다. 핵심기술심층분석 감성표현을위한로봇얼굴기술 기술개발 필요성 사용자, 환경및상호작용상황에맞게풍부한감정을표현이가능한로봇얼굴의 디자인, 제작및제어기술개발필요 감성적문맥인식기술확보 청각 시각 촉각센서관련기술확보 기술개발전략 3 차원그래픽감성표현기술확보 사용자환경호환성 ( 공통플랫폼 ) 있는감성표현기술확보 기본적으로진화론적관점을실현하는수단으로서모듈식기술개발, 플랫폼기술 개발, 시스템통합기술개발등의기술개발전략을수립 No 명칭출원인 1 Learning device interaction rules AT&T INTELLECTUAL PROPERTY 2 Memory devices, systems and methods employing command/address calibration 삼성전자 관련특허현황 3 Panel user interface for an intelligent television 4 Systems and methods for providing user interfaces in an intelligent television FLEXTRONICS AP LLC FLEXTRONICS AP LLC 5 Time sensitive learning interface ATIEVA INC 6 통신시스템에서빔훈련방법및장치삼성전자 7 학습플랫폼메커니즘을구비한컴퓨팅시스템및그작동방법 삼성전자 신경망기반표정인식기 적용가능분야 교육시스템 인간친화형로봇 국내 : 삼성전자등 관련기업 국외 : 소니 ( 일 ), 소프트뱅크 ( 일 ), FLEXTRONICS( 미 ), INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP( 미 ), AUGUST HOME INC( 미 ), AT&T INTELLECTUAL PROPERTY( 미 ), ITRON INC( 미 ), ATIEVA INC( 미 ) 등 123

132 소셜로봇플랫폼및서비스 유연한제스처와자세표현기술 기술개발 필요성 고개움직임, 팔동작, 몸체자세등상호작용상황에적합한다양한자세와동작 을유연하고효율적으로표현할수있는하드웨어제작및제어기술이요구됨 제스처 / 자세표현의형상표준화 모듈화기술확보 기술개발전략 사용자환경호환성 ( 공통플랫폼 ) 있는제스처와자세표현기술확보 기본적으로진화론적관점을실현하는수단으로서모듈식기술개발, 플랫폼기술 개발, 시스템통합기술개발등의기술개발전략을수립 No 명칭출원인 관련특허현황 1 USER INTERFACE WITH EVENT PREDICTION METAKINE INC 2 Transforming predictive models BANK OF AMERICA CORP 3 TRAINABLE TRANSCEIVER WITH HANDS FREE IMAGE BASED OPERATION GENTEX CORP 4 Tagging users of a social networking system in an experience in a user's user profile FACEBOOK INC 5 Systems and methods for providing user interfaces in an intelligent television FLEXTRONICS AP LLC 6 SYSTEMS AND METHODS FOR PROVIDING SOCIAL MEDIA WITH AN INTELLIGENT TELEVISION FLEXTRONICS AP LLC Recognition device, intelligent device and INSTITUTE FOR 7 information providing method for human machine interaction INFORMATION INDUSTRY 8 PORTABLE ELECTRONIC DEVICE INEDA SYSTEMS PVT LTD 스포츠 문화시뮬레이션로봇 적용가능분야 교육시스템 인간친화형로봇 국내 : 삼성전자등 관련기업 국외 : 소니 ( 일 ), 소프트뱅크 ( 일 ), FLEXTRONICS( 미 ), INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP( 미 ), AUGUST HOME INC( 미 ), AT&T INTELLECTUAL PROPERTY( 미 ), ITRON INC( 미 ), ATIEVA INC( 미 ) 등 124

133 전략제품현황분석 감성형로봇플랫폼디자인과시스템통합기술 기술개발 필요성 사용자의거부감을최소화하고감성을극대화할수있는외형디자인방법론과소셜로봇의풍부한인식과표현능력을확보하기위한다수의센서와액추에이터를로봇플랫폼안에효과적으로실장하는기술이요구됨 Firmware 표준화기술확보 기술개발전략 시스템통합기술확보 사용자환경호환성 ( 공통플랫폼 ) 있는디자인과시스템통합기술확보 기본적으로진화론적관점을실현하는수단으로서모듈식기술개발, 플랫폼기술 개발, 시스템통합기술개발등의기술개발전략을수립 관련특허현황 No 명칭출원인 학습플랫폼메커니즘을구비한컴퓨팅시스템및그작동방법 TRAINABLE TRANSCEIVER WITH HANDS FREE IMAGE BASED OPERATION Systems and methods for providing user interfaces in an intelligent television SYSTEMS AND METHODS FOR PROVIDING SOCIAL MEDIA WITH AN INTELLIGENT TELEVISION 5 Multi-Platform Learning Environment 6 7 Methods for automated eddy current non-destructive testing analysis Method, system, and medium for enabling a user to access learning content via a single-window learner interface 삼성전자 GENTEX CORP FLEXTRONICS AP LLC FLEXTRONICS AP LLC LOGICAL OPERATIONS INC ZETEC INC LENSOO INC 로봇전분야 적용가능분야 교육시스템 스포츠 문화시뮬레이션로봇 인간친화형로봇 국내 : 삼성전자등 관련기업 국외 : 소니 ( 일 ), 소프트뱅크 ( 일 ), FLEXTRONICS( 미 ), INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP( 미 ), AUGUST HOME INC( 미 ), AT&T INTELLECTUAL PROPERTY( 미 ), ITRON INC( 미 ), ATIEVA INC( 미 ) 등 125

134 소셜로봇플랫폼및서비스 사용자감정인식기술 기술개발 필요성 로봇의원활한운영을위해우선적으로영상과음성신호를기반으로표정, 말투, 음운등의정보를검출하여사용자의감정을인식하는기술이요구됨 사용자얼굴인식 ( 정면 / 비정면 ) 기술확보 기술개발전략 사용자환경호환성 ( 공통플랫폼 ) 있는사용자감정인식기술확보 기본적으로진화론적관점을실현하는수단으로서모듈식기술개발, 플랫폼기술 개발, 시스템통합기술개발등의기술개발전략을수립 No 명칭출원인 관련특허현황 1 USER INTERFACE WITH EVENT PREDICTION METAKINE INC 2 TRAINABLE TRANSCEIVER WITH HANDS FREE IMAGE BASED OPERATION GENTEX CORP 3 Tagging users of a social networking system in an experience in a user's user profile FACEBOOK INC 4 Systems and methods for providing user interfaces in an intelligent television FLEXTRONICS AP LLC 5 SYSTEMS AND METHODS FOR PROVIDING SOCIAL MEDIA WITH AN INTELLIGENT TELEVISION FLEXTRONICS AP LLC Method, system, and medium for enabling a user 6 to access learning content via a single-window LENSOO INC learner interface 7 Method and apparatus for detection of sentiment in automated transcriptions NICE SYSTEMS LTD 헬스케어로봇 적용가능분야 교육시스템 인간친화형로봇 국내 : 삼성전자등 관련기업 국외 : 소니 ( 일 ), 소프트뱅크 ( 일 ), FLEXTRONICS( 미 ), INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP( 미 ), AUGUST HOME INC( 미 ), AT&T INTELLECTUAL PROPERTY( 미 ), ITRON INC( 미 ), ATIEVA INC( 미 ) 등 126

135 전략제품현황분석 멀티모달대화시나리오저작기술 기술개발 필요성 로봇의멀티모달표현기능을활용하는대화기반의상호작용시나리오를효율적 으로저작할수있는언어체계와저작도구 ( 모듈 ) 를위한기술개발이요구됨 패턴매칭 ( 음성, 펜글씨 ) 인식기술확보 패턴매칭에의한문장내핵심어추출 / 정형화된문장인식기술확보 기술개발전략 인식된상황 ( 문장 ) 에따른표준화된시나리오확보 휴머노이드메카니즘최적화설계기술확보 사용자환경호환성 ( 공통플랫폼 ) 있는멀티모달 ( 음성, 펜중심 ) 대화기술확보 기본적으로진화론적관점을실현하는수단으로서모듈식기술개발, 플랫폼기술 개발, 시스템통합기술개발등의기술개발전략을수립 관련특허현황 No 명칭 출원인 1 크로마키기반말하기학습방법및학습장치 주식회사미래아이티에스 2 정보통신기기를이용한교육컨텐츠시스템및그방법 김경태 3 USER INTERFACE WITH EVENT PREDICTION METAKINE INC 4 Tagging users of a social networking system in an experience in a user's user profile FACEBOOK INC 5 Systems and methods for providing user interfaces in an intelligent television FLEXTRONICS AP LLC 6 SYSTEMS AND METHODS FOR PROVIDING SOCIAL MEDIA WITH AN INTELLIGENT TELEVISION FLEXTRONICS AP LLC 7 METHOD AND SYSTEM FOR TRAINING USERS TO UTILIZE MULTIMODAL USER INTERFACES CONVERGYS CUSTOMER MANAGEMENT GROUP INC 의료재활로봇 적용가능분야 교육시스템 인간친화형로봇 국내 : 삼성전자등 관련기업 국외 : 소니 ( 일 ), 소프트뱅크 ( 일 ), FLEXTRONICS( 미 ), INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP( 미 ), AUGUST HOME INC( 미 ), AT&T INTELLECTUAL PROPERTY( 미 ), ITRON INC( 미 ), ATIEVA INC( 미 ) 등 127

136 소셜로봇플랫폼및서비스 멀티모달인식제어통합기술 기술개발 필요성 소셜로봇의상호작용능력을실현하는데필요한다수의 SW 모듈들을대상으로연 동체계, 처리흐름, 자원관리등을통합제어하는기술이요구됨 주변잡음에강인한음성인식모듈화기술확보 휴머노이드플랫폼통합전신공조제어알고리즘기술확보 기술개발전략 사용자환경호환성 ( 공통플랫폼 ) 있는멀티모달 ( 음성, 펜중심 ) 인식제어통합 기술확보 기본적으로진화론적관점을실현하는수단으로서모듈식기술개발, 플랫폼기술 개발, 시스템통합기술개발등의기술개발전략을수립 관련특허현황 No 명칭출원인 1 2 터치디스플레이지능형인터페이스를이용한컨텐츠제 공장치및그방법중복장애인의의사소통훈련을위한비주얼학습관리시 스템 삼성에스디에스 주식회사 ( 주 ) 코어테크놀로지 3 USER INTERFACE WITH EVENT PREDICTION METAKINE INC Tagging users of a social networking system in an experience in a user's user profile Systems and methods for providing user interfaces in an intelligent television SYSTEMS AND METHODS FOR PROVIDING SOCIAL MEDIA WITH AN INTELLIGENT TELEVISION METHOD AND SYSTEM FOR TRAINING USERS TO UTILIZE MULTIMODAL USER INTERFACES FACEBOOK INC FLEXTRONICS AP LLC FLEXTRONICS AP LLC CONVERGYS CUSTOMER MANAGEMENT GROUP INC 의료재활로봇 적용가능분야 교육시스템 인간친화형로봇 국내 : 삼성전자등 관련기업 국외 : 소니 ( 일 ), 소프트뱅크 ( 일 ), FLEXTRONICS( 미 ), INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP( 미 ), AUGUST HOME INC( 미 ), AT&T INTELLECTUAL PROPERTY( 미 ), ITRON INC( 미 ), ATIEVA INC( 미 ) 등 128

137 전략제품현황분석 원격모니터링과제어기술 기술개발 필요성 원격지에서로봇의상태를모니터링하고, 인식제어기능중일부또는전부를사 람이원격수행함으로써소셜로봇의실환경적용성능을최적화하는기술이요구 됨 원격모니터링 제어를위한 S/W, H/W 기술확보 기술개발전략 원격컨텐츠기반교류기술확보 사용자환경호환성 ( 공통플랫폼 ) 있는원격모니터링과제어기술확보 기본적으로진화론적관점을실현하는수단으로서모듈식기술개발, 플랫폼기술 개발, 시스템통합기술개발등의기술개발전략을수립 관련특허현황 No 명칭 출원인 1 임베디드소프트웨어교육시스템에서블루투스기반업로드방법 목원대학교산학협력단 2 WIRELESS DEVICES AND CONTROL METHOD NO STRINGS TOYS LLC 3 METHOD AND SYSTEM FOR REMOTE HUMAN MICRO-INTERATIONS RF SPOT INC Method and system for signaling reduction on BROCADE 4 radio access networks using targeted intelligence COMMUNICATIO for communication devices NS SYSTEMS INC 5 Method and system for remote access control CONTINENTAL INTELLIGENT TRANSPORTATIO N SYSTEMS LLC 6 ELECTRONICS METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING RADIO AND COMMUNICATION APPARATUS OF TRAIN, AND TELECOMMUNICA METHOD AND SYSTEM FOR REMOTELY TIONS RESEARCH MANAGING TRAIN INSTITUTE 가사지원로봇 적용가능분야 의료재활로봇 교육시스템 인간친화형로봇 국내 : 삼성전자등 관련기업 국외 : 소니 ( 일 ), 소프트뱅크 ( 일 ), FLEXTRONICS( 미 ), INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP( 미 ), AUGUST HOME INC( 미 ), AT&T INTELLECTUAL PROPERTY( 미 ), ITRON INC( 미 ), ATIEVA INC( 미 ) 등 129

138 소셜로봇플랫폼및서비스 사용자와의상호작용을위한대화및의사소통기술 기술개발 필요성 사용자와의커뮤니케이션시사용자의도에맞는언어생성및프로세스, 복합지식 의인지과정에따른사용자의도파악기술이요구됨 양방향감정표현을위한동작계획및제어기술확보 기술개발전략 사용자환경호환성 ( 공통플랫폼 ) 있는사용자와의상호작용을위한대화및의사 소통기술확보 기본적으로진화론적관점을실현하는수단으로서모듈식기술개발, 플랫폼기술 개발, 시스템통합기술개발등의기술개발전략을수립 No 명칭출원인 관련특허현황 1 지능형커뮤니케이션관리자구성방법및시스템 한국과학기술원 2 양방향상호작용가능한강의시스템및이를이용한강의수행, 녹화, 재생방법 ( 주 ) 써니그라피 3 대화시스템 이준상 4 TRAINABLE TRANSCEIVER WITH HANDS FREE IMAGE BASED OPERATION GENTEX CORP 5 Tagging users of a social networking system in an experience in a user's user profile FACEBOOK INC 6 Systems and methods for providing user interfaces in an intelligent television FLEXTRONICS AP LLC 7 SYSTEMS AND METHODS FOR PROVIDING SOCIAL MEDIA WITH AN INTELLIGENT TELEVISION FLEXTRONICS AP LLC 의료재활로봇 적용가능분야 교육시스템 인간친화형로봇 국내 : 삼성전자등 관련기업 국외 : 소니 ( 일 ), 소프트뱅크 ( 일 ), FLEXTRONICS( 미 ), INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP( 미 ), AUGUST HOME INC( 미 ), AT&T INTELLECTUAL PROPERTY( 미 ), ITRON INC( 미 ), ATIEVA INC( 미 ) 등 130

139

140 전략제품 현황분석 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇

141

142 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 정의 및 범위 근력보조로봇이란 사용자의 뜻에 따라 자유롭게 움직임이 가능하며 고령자의 동작을 보조하거나 로봇 의 구동력을 신체의 근력에 더해 더 큰 힘을 낼 수 있는 장치를 의미 근력보조로봇은 활용 대상에 따른 정상인을 위한 근력보조로봇, 장애인을 위한 근력보조로봇, 재활로 봇 으로 분류와 구동 원리에 따른 능동형 근력보조로봇, 반능동형 근력보조로봇, 수동형 근력보조로 봇으로 분류됨 정부지원 정책 정부의 지능형 로봇에 대한 지원은 2008년도에 지능형로봇 개발 및 보급 촉진법이 제정되어 제1차 지능형로봇 기본계획(2009~2013)이 수립되었고, 2014년 제2차 기본계획 (2014~2018)을 수립하 여 지원하고 있음. 제2차 지능형로봇 기본계획은 12개 정책과제를 담고 있음. 로봇산업 육성 정책 추진 체계의 상위는 범부처 협의체인 로봇산업정책협의회 가 있어 로봇산업 정책 전반의 방향성과 계획을 결정하고 구체적인 사업들은 산업통상자원부의 기계로봇과가 수행 메가트렌드 변화에 대응한 선제적 투자로 핵심기술을 확보하고 경제 사회 문화 전 분야에 로봇의 융합 활용 본격화

143 로봇기술과타산업및분야와의융합촉진을통해각분야로봇수요에대응하고로봇시장활성화추진 - 그간로봇분야기술개발성과의조기상용화를유도하고, 타산업과의로봇융합성공사례를분야별로발굴 홍보하여성과확산 글로벌협력을통한국내연구역량강화및해외진출기반확충 - 주요국과정부 민간차원의로봇기술 시장교류를확대하고, 국가별수요에대응한맞춤형해외시장진출지원 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 로봇용부품산업활성화및저가격화 정부의지능형서비스로봇에대한지속적인육성의지 로봇에대해거부감없이받아들일수있는사회적환경조성기회 (Opportunity) 고령화, 1인가구증가, 삶의질 향상등에대한사회패러다임의변화에따른수요급증 안정성만보장된다면재활분야의근력보조로봇은경쟁력있음 지능형서비스로봇분야에대한국가연구개발사업추진 약점 (Weakness) 전문인력및개발비용이커서중소기업들이접근하기쉽지않은분야 사용자의기능및가격불만족 개발자, 사용자, 수요자의협동연구부족위협 (Threat) 글로벌기업이세계시장선점으로인한수출시장의초기진입애로 선진국가들과의높은기술격차로국내시장잠식우려 중소기업의시장대응전략 정부의정책적인연구지원과근력보조로봇구입을위한보조금지원등이시장성장주요원인 높은가격대에도불구하고안정성만보장된다면경쟁력있음 기술력을극대화시키기위한연구개발투자지속

144 핵심기술로드맵

145 전략제품 현황분석 1. 개요 가. 정의 및 필요성 근력보조로봇이란 사용자의 뜻에 따라 자유롭게 움직임이 가능하며 고령자의 동작을 보조하거 나 로봇의 구동력을 신체의 근력에 더해 더 큰 힘을 낼 수 있는 장치를 의미 활용 대상에 따라 근 골격계가 정상인 사용자가 착용하여 본래의 신체능력보다 큰 힘을 발휘하도 록 도와주는 정상인을 위한 근력보조로봇, 근력이 약화된 노인이나 환자를 보조하여 일상생활이 가능하도록 도와주는 장애인을 위한 근력보조로봇, 노인 또는 환자의 현재 행동을 적절히 보조 또 는 방해하여 사용자의 건상상태를 개선시키는 재활로봇으로 구분 구동 원리에 따라 전기모터, 공압/유압 구동기 등을 이용하여 사용자의 모든 운동을 보조 할 수 있는 능동형 근력보조로봇, 근력을 발생시켜 신체의 운동을 유발하는 능동 동작은 보조할 수 없으 나, 근육이 저항력을 발생시켜 운동을 제어하는 수동 동작을 보조하는 반 능동형 근력보조로봇, 스프링, 댐퍼와 같은 수동 기계요소를 근육의 구조에 맞추어 설치함으로써 사용자의 보행한정성과 효율을 향상시키는 수동형 근력보조로봇으로 구분 정상인을 위한 근력보조로봇은 고출력 액추에이터를 구동함으로써 사용자의 근력 증강을 통해 다양한 임무에 대한 효율성을 증대시킬 수 있는 로봇으로 군사용(개인전투체계), 재난대응(재난 현장 위급상황 긴급 대응), 산업용/건설용(고중량물 취급 및 반복 작업성 증대)등 다양한 분야 에 적용이 가능한 시스템임 전투원의 임무수행 장비 및 물자(고성능 개인화기, 공용화기, 통신장비, 개인군장 등)의 중량이 증 대되고 작전수행영역이 확장되는 미래 전장 환경에서 기동 능력 및 임무 수행 능력 극대화를 위해 서는 근육 피로를 감소시키고, 근력을 증강시켜 주는 근력증강로봇 개발이 필요 고하중의 무기 및 장비를 휴대하고 경계 등의 임무를 수행하는 보병부대 및 공병 부대 활동 시 고 중량물(임무장비, 탄약)을 운용하기 위한 상지로봇의 필요성이 증대 정상인을 위한 근력보조 로봇 장애인을 위한 근력보조 로봇 재활로봇 [ 사용자의 목적별 근력보조로봇의 종류 ] 137

146 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 능동형 / 반능동형 근력보조로봇 수동형 근력보조로봇 [ 구동 원리에 따른 근력보조로봇의 종류 ] 산업현장을 위한 근력보조로봇은 산업재해 발생의 감소, 이를 통한 의료비, 병가 및 소송비용 절 감. 근로자의 피로감을 줄여 근로자의 기민성, 생산성 및 작업 품질향상. 경험이 풍부한 인력을 근 무 시간의 실제보다 오래 유지할 수 있는 능력이 보장 되므로 개발이 필요 부분마비는 뇌질환, 척수질환, 근육질환 등의 후유 장애로, 마비 또는 근력 약화에 의해 운동 능력이 저하되는 특징을 가지며 부분마비를 동반할 수 있는 질병들은 아래와 같음 수질내 척수종양(spinal cord tumor): 젊은 연령층부터 발생하여 신경계 손상을 초래하는 질환으 로서 양성/악성종양에 상관없이 수술적 치료 및 항암치료로 완치가 가능하지만, 수술 전에 이미 발생한 중추신경계손상으로 인해 부분마비(incomplete paraplegia)또는 편마비(monoplegia)가 남는 경우가 많음. 젊은 연령과 타 부위 근력이 충분하여 재활치료 및 사회복귀/적응의 극대화를 위해 환자 맞춤형 근력보조재활로봇이 필수적임 경수/흉수 척수병증(cervical/thoracic myelopathy): 경추부 신경관 협착증 (cervical stenosis), 경 추후종인대골화증 (cervical ossification of posterior longitunidal ligament)은 한국인을 포함한 동양인에 다발하고 성공적인 수술적 치료가 되지만 잔존하는 사지 부분마비로 인해 보행장애 및 사회적응이 제한이 됨 척수동정맥기형(spinal cord arteriovenous malformation) 또한 완치가 어려운 상태로 마비가 지 속됨. 젊은 환자에게서 발병하여 마비증상이 평생 유지되는 어려움이 있음 샤르코-마리-투스 병(Charcot-Marie-Tooth disease): 유전성 말초신경병증들의 질환군으로 소아나 젊은 연령층부터 팔다리 근력약화와 감각저하가 시작되어 보행장애 등 심각한 신경학적 기능장애 를 초래하는 질병임 근디스트로피(muscular dystrophy): 유전성 근육병증들의 질환군으로 소아나 젊은 연령층부터 근 육 손상이 진행하여 팔다리 근력약화가 시작되며, 시간이 흐를수록 근력이 계속 약해지기 때문에 착용형 로봇을 이용한 재활에 매우 적합한 질환군임 노인성 질환군: 한국노인환자가 급증하면서 퇴행성 척추질환으로 인한 사지근력약화, 흉요추 퇴행 성 후만증(lumbar degenerative kyphosis)가 동시에 증가하며 근력의 퇴화로 보행에 어려움이 있어서 항상 보행 보조기구를 필요로 함 위와 같은 질병으로 인한 부분마비 장애인은 근력약화나 신경손상으로 정상적인 동작을 수행할 수 138

147 전략제품 현황분석 없는 경우가 많음 (예: 뇌졸중, 길랑-바레 증후군 환자의 족하수 및 족하수에 의한 이상보행) 따라서 근력보조 및 재활로봇의 개발 필요 * 출처 : 통계청 [ 우리나라의 노령화 추세 및 각국의 노령인구비율 변화 추세 ] 나. 범위 (1) 제품분류 관점 근력보조로봇 제품 관점의 기술 분류 근력보조로봇은 활용 대상에 따른 정상인을 위한 근력보조로봇, 장애인을 위한 근력보조로봇, 재활로봇 으로 분류와 구동 원리에 따른 능동형 근력보조로봇, 반능동형 근력보조로봇, 수동형 근력보조로봇으로 분류됨 정상인을 위한 근력보조로봇 고출력 고효율 구동기 기술 - 뛰어난 제어성능이 보장되는 동시에 정상인이 착용하여 근력 이상의 힘을 발생시키기 위하여 고 출력을 갖는 구동기가 필수 마스터(사용자)-슬레이브(근력보조로봇) 방법으로 제어하는 경우, 구동 기의 역구동성은 요구되지 않으나 뛰어난 제어성능은 반드시 요구됨 - 미국 Ekso Bionics사에서 유압 구동기를 사용하여 군인용 근력보조로봇을 개발하였고, 이 외에 도 세계 여러 연구진이 공압 구동기, 하모닉 드라이브가 장착된 모터 등을 사용한 바 있음 - 근력보조로봇의 성능은 구동기의 성능에 의해 결정되므로, 고출력 고효율 구동기 기술은 근력강 화로봇의 핵심기술임 행동의지 파악기술 - 정상인이 근력보조로봇을 착용하여 동작하는 경우, 동작의 형태가 불규칙하고 동작이 크게 일어 나므로 임의의 동작에 대한 행동의지를 파악하고 모든 동작에 대해 대응 가능한 제어기술이 필수 적임 - 노인 및 환자가 사용하는 근력보조로봇과는 달리, 근력강화로봇은 사용자가 매번 동작을 입력하 139

148 노인과장애인을위한근력보조로봇 기불편하므로특정한입력장치 ( 버튼, 터치패트, 음성인식등 ) 없이행동의지를파악하는것이가능해야함 전력공급기술 - 고출력구동기를사용함에따라전력소모가크고, 따라서충분한전력을공급할수있는전력공급기술이필수적임 - 리튬폴리머 (LiPo) 등의고효율 2차전지가개발되었으나, 큰용량의전지는근력보조로봇의무게를증가시켜활용성을저하시킴 - 최근에는일부동작에서전기를재생산하여효율을극대화하고자하는에너지재생방식 (Energy-regenerative) 구동기에대한연구가진행되고있음 장애인을위한근력보조로봇 역구동성이보장된비저항구동기설계기술 - 마비환자를보조하기위하여마스터 ( 근력보조로봇 )-슬레이브( 사용자 ) 방법으로제어하고자하는경우에는출력과저항력이모두큰구동기가효율적일수있으나, 일반노인또는수술후환자를보조하기위하여동적특성보상방법또는생체신호측정방법을사용할경우에는사용자가동작을통하여근력보조로봇에행동의지를전달할수있으므로근력보조로봇은반드시사용자의동작에저항력을발생시키지않아야함 - 구동기의완벽한역구동성이필수적이며, 동시에작은무게와부피등이요구됨 행동의지파악기술 - 마비환자를보조하는경우에는버튼이나음성인식등의별도의입력장치를두어사용자가원하는동작을근력보조로봇에전달하는경우가많으나, 노인및수술후환자의경우에는동작의형태가정해져있지않고자연스럽게동작을취함으로써근력보조로봇에행동의지를전달하는것이보다바람직하므로, 별도의입력장치없이사용자의행동의지를파악하는것이중요함 안전성보장기술 - 정상인의경우에는비정상적인행동이발생하거나무게중심이원치않게이동하였을경우에도안전한상태로복귀하는것이가능하나, 노인과환자를대상으로하는근력보조로봇의경우에는근력보조로봇이반드시안전성을보장해야함 - 이와관련하여사용자의동적안전성을측정및평가하는기술이필요하고, 안전성에문제가발생하였을경우대처하는방법이요구됨 재활로봇 역구동성이보장된비저항구동기설계기술 - 재활로봇의경우사용자의동작을기계에구속시키는것이아니라재활치료에필요한힘을신체에전달하는것을목표로하므로, 재활로봇에사용되는구동기는반드시역구동성을갖고구동력의정밀한제어가가능해야함 140

149 전략제품현황분석 재활정도모니터링및정량화기술 - 현재의동작만을보조하는근력보조로봇과는달리재활로봇은노인및환자의건강상태를주기적으로측정하고개선하기위한장치이므로, 재활치료정도를정량화하는방법이필요함 - 이와관련하여의사및물리치료사의의견이개입되는것이필요한경우도있으며, 최근에는환자와데이터베이스, 의사및물리치료사가모두연결된클라우드형태의건강모니터링및정량화기술에대한연구가활발함 물리치료방법구현기술 - 초기의재활로봇은사용자가일정동작을반복하도록하여신경계와근골격계의재생및재조합을유도하는방법으로재활치료를구현하는연구가진행되었으나, 최근에는보다다양한물리치료방법을근력보조로봇으로구현하고자하는연구가진행되고있음 - 각환자에게가장적합한물리치료방법을결정하는데의사또는물리치료사의개입이필요한경우가있으며, 근력보조로봇이정해진물리치료방법을안전하고효과적으로구현하기위한측정및제어방법이요구됨 [ 제품분류관점의기술범위 ] 전략제품 근력보조로봇 정상인을위한근력보조로봇 장애인을위한근력보조로봇 재활로봇 제품분류관점 고출력고효율구동기기술 행동의지파악기술 전력공급기술 역구동성이보장된비저항구동기설계기술 행동의지파악기술 안전성보장기술 역구동성이보장된비저항구동기설계기술 재활정도모니터링및정량화기술 물리치료방법구현기술 세부기술 고출력을갖는구동기필수 공압구동기, 하모닉드라이브장착모터 높은성능의제어기술요구됨 동작에대한행동의지를파악하고대응가능한제어기술 특정한입력장치없이행동의지를파악하는것이가능해야함 충분한전력을공급할수있는전력공급기술이필수 에너지재생산방식구동기에대한연구진행중 완벽한역구동성필수 작은무게와부피등이요구 별도의입력장치없이사용자의정해져있지않고자연스러운동작행동의지를근력보조로봇에전달하는기술중요 무게중심이동에대한안전한상태로복귀가능한안정성보장 사용자의안전성을측정및평가하는기술이필요 재활치료에필요한힘을전달하기위한역구동성기술필요 재활치료를위한구동기의정밀한제어기능필수 재활치료정도를정량화하는방법필요 환자의데이터베이스, 의사및물리치료사가연결된클라우드형태건강모니터링및정량화기술연구 물리치료방법을안전하고효과적으로구현하기위한측정및제어방법요구 141

150 노인과장애인을위한근력보조로봇 (2) 공급망관점 근력보조로봇은설계, 구동기, 제어등으로공급망에따라세부기술이구분 근력보조로봇의경우사용자와일체형이되어구동되어야함으로설계부분에서인체공학적설계요구 설계하는근력보조로봇의목적에맞게직접구동방식, 전자기적구동방식, 선형구동방식, 직렬탄성구동방식, 케이블구동방식중에서적절한구동방식선택요구 근력보조로봇의목적에맞게생체신호측정방법, 마스터 ( 사용자 ) - 슬레이브 ( 근력보조로봇 ) 방법, 마스터 ( 근력보조로봇 ) - 슬레이브 ( 사용자 ) 방법, 동적특성보상방법, 임피던스제어방법, 순응제어방법중적절한방법선택요구 [ 공급망관점의기술범위 ] 전략제품구분세부기술 설계 인체공학적설계 근력보조로봇 구동기 제어 직접구동방식, 전자기적구동방식, 선형구동방식, 직렬탄성구동방식, 케이블구동방식등 생체신호측정법, 마스터 ( 사용자 )- 슬레이브 ( 근력보조로봇 ) 법, 마스터 ( 근력보조로봇 ) - 슬에이브 ( 사용자 ) 법, 동적특성보상법, 임피던스제어법, 순응제어법등 142

151 전략제품현황분석 2. 산업환경분석 가. 산업특징및구조 (1) 산업의특징 생물학, 기계공학및전자공학 3가지분야의교차점에놓여있으므로각분야의전문가간의협업이필요한산업 사용자의자유도를제한하지않으면서착용가능한인체공학적근력보조로봇설계필요 사용자의안전성확보를위한정밀한제어기술개발필요 사용자의의도파악을위한인체공학적분석및제어알고리즘개발필요 근력보조로봇은산업, 군사및의료 3가지범주로나누어지며각각의범주는장치유형및응용프로그램에따라세분화된산업 산업용및군사용근력보조로봇의경우고출력고효율을가지고있으며뛰어난제어성능기술필요및사용자의불규칙한동작에대한행동의지파악알고리즘기술개발필요 장애인을위한근력보조로봇의경우사용자의의도파악알고리즘개발및정밀제어뿐만아니라사용자의로봇보조효과를높이기위한로봇적응훈련기술필요 재활로봇의경우환자의재활치료정도를정량화하는방법및재활치료에필요한힘을신체에전달하기위한역구동력의정밀제어기능필요 범주별목적에따라근력보조로봇의구동방법및제어방법이다양하게나누어짐 다양한근력보조로봇중에서재활이나인체의능력향상을위해하반신로봇이빠르게성장 새롭게생겨나는경쟁사로부터경쟁에서이기기위해지속적으로새로운응용프로그램을개발하고수정된근력보조로봇출시필요 구동기설계와제어알고리즘에대한폐쇄성이강하기때문에독자적연구개발을통한개발을통한기술혁신이필요한산업 에너지효율이좋은구동기개발시높은성능의근력보조로봇개발을통한부가가치창출가능 독자적인알고리즘개발시이를다양한여러로봇에적용가능함 다양한사람의신체조건을만족시키기위한로봇설계기술개발필요 사용자의신체사이즈에맞게로봇의착용부위크기를조절가능한기술개발 사람의신체부위별크기측정을통하여기본적인크기구분단계개발필요 143

152 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 다양한 소재 및 설계 방법을 이용하여 경량화를 진행함으로 근력보조로봇의 성능을 개선할 수 있는 산업 경량화를 통하여 구동시 낭비되는 에너지를 줄이고 에너지 효율 증가를 통한 긴 구동시간 확보기 술 중요 경량화를 통하여 로봇의 무게가 사용자에게 주는 부담을 줄여 장시간의 사용을 에도 사용자로 하 여 피로감을 덜 느끼게 하는 기술 필요 최근의 사이배슬론 대회를 통한 언론의 집중을 받아 산업 성장에 더 가속도가 붙음 [ 많은 언론의 집중을 받은 근력보조로봇 대회 사이배슬론 ] (2) 산업의 구조 로봇 산업은 기술 집약 적인 산업으로서 전방 산업파급효과가 크며 근력보조로봇분야의 경우 세계적으로 빠른 성장을 보여주고 있으며 점차 상용화 시장이 확대되고 있는 형태 144

153 전략제품 현황분석 [ 근력보조로봇 분야 산업구조 ] 후방산업 부품 제철 소재 근력보조로봇 제어 알고리즘, 구동기, 센서 인체 공학적 설계 전방산업 산업 현장 의료, 재활 산업 국방 산업 전방산업은 재활로봇, 의료목적 근력보조로봇, 산업현장, 보병의 기동성 및 고중량 기반 물자 이동을 위한 근력보조로봇 등이 존재 의료, 재활, 산업 현장, 국방 등 사용 목적에 따라 신체 사이즈별 수요와 안정성 및 안전성이 중요 후방 산업은 근력보조로봇에 사용되는 부품 제철 등의 소재산업으로 구성 근력보조로봇의 경우 경량화와 재품의 내구성 도 중요함으로 소재 선정 시 중요 나. 경쟁환경 현재 세계 근력보조로봇 시장은 주축인 Ekso Bionics 및 ReWalk Robotics사로 이루어져 있 음 이외에도 대우와 Lokheed-Martin, 현대자동차 그룹, Cyberdyne 등의 큰 글로벌 기업이 있으며 이에 매입되어 있는 여러 대다수의 중소기업과 연구 대학 조직들로 이루어짐 2016 개최된 1회 cybathlon 대회를 통하여 많은 언론의 관심을 받게 됨 ReWalk Robotics사의 경우 대회에서 우승을 함으로써 근력보조로봇의 선두주자 라는 입지를 더 욱 다지게 됨 NASA 의 후원을 받은 IHMC robotics 의 경우 2위를 함으로써 새롭게 인지도를 높임 SG 메카트로닉스 와 세브란스재활병원 연구진이 협업한 국내 워크온팀의 경우 3위를 함으로써 국 내 인지도를 높임 근력보조로봇 중 재활 로봇의 경우 스위스 Hocoma사의 Lokomat은 가격이 5억 원대 이상이 지만 전세계적으로 300대 이상 팔림 고가의 가격이어도 안정성이 보장된다면 재활분야의 근력보조로봇은 경쟁력이 있음 145

154 노인과장애인을위한근력보조로봇 국내대기업현대의경우도지속적으로근력보조로봇개발진행중 부분마비환자및 을개발중 완전마비환자그리고산업환경에서사용가능한다양한종류의근력보조로봇 장애인을위한근력보조로봇의경우세계시장규모가 2015 년약 82 억에서연평균성장률 40% 를전망하여 2025 년엔약 2 조 3 천억원대예상 전세계적으로빠른성장을보이고있음 장애인을위한근력보조로봇의경우로봇적용후사용자훈련기술이아직없으므로이를활 용한의료서비스업무기대 [ 주요경쟁업체종합 ] 구분 근력보조로봇 주요내용근력증강근력보조재활 주요제품 / 기술 고출력고효율구동기술, 행동의지파악기술, 전력공급기술, 역구동성이보장된비정항구동기설계기술, 안전성보장기술, 자활정도모니터링및정량화기술, 물리치료방법구현기술, 센서 해외기업 Lockheed martin( 미국 ), RB3D( 프랑스 ) Againer( 라트비안 ), ExoAtlet( 러시아 ), Cyberdyne( 일본 ), Parker Hannifin( 미국 ), Rewalk Robotics( 이스라엘 ), Ekso Bionics( 미국 ), Rex Bionics( 뉴질랜드 ), Hocoma( 스위스 ), 국내기업 현대자동차그룹 ( 한국 ), LIG 넥스원 ( 한국 ) SG 메카트로닉스 ( 한국 ) 피앤에스미캐닉스 ( 한국 ) 146

155 전략제품현황분석 다. 전후방산업환경 근력보조로봇은의료산업, 재활, 산업현장, 국방등산업에새로운방향을제공할것이고, 기술 집약형산업구조화에기여 장애인을위한근력보조로봇의경우로봇착용후사용자훈련기술이아직없으므로착용자의 로봇적응및훈련의료서비스산업기대 근력보조로봇산업은인체공학적설계와각각의독자적인구동기, 제어알고리즘을이용함으로 기술이발전하는과정에서지적재산권보호가중요한과제가될것으로예측반면에지적재산 권에대한과도한보호요구는지적재산의권리성에대한논의를촉발할가능성예상 고령화로인한노동력부족환경에서근력보조로봇을통한효율성의증가로노동력부족문제 해결기대 산업환경및군사용근력보조로봇착용시부상위험감소효과기대또한이로부터절감되는 병가비용과치료비용감소효과기대 147

156 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 3. 시장환경분석 가. 세계시장 근력보조로봇은 직접적인 판매와 서비스를 포함해 시장의 지속적인 성장이 전망되며, 25년까 지 19억 달러 규모로 성장이 전망됨 기술적 진보에 의해 뒷받침 된 사회적 과제, 군사적 요구 사항 및 비즈니스 요구로 인해 군사, 의료 분야 뿐 아니라 건설 및 농업 산업 분야 등 다양한 응용 분야에서의 시장 확대가 기대되 어 급속한 시장 확대 전망 [ 근력보조로봇 세계 시장규모 및 전망 ] (단위: 억 달러, %) 구분 세계시장 자료 : ABI Research (abiresearch.com)를 바탕으로 전망 [ 근력보조로봇 시장규모 및 전망 ] 148 CAGR ('13~'15)

157 전략제품현황분석 근력보조로봇관련산업생태계는크게군사분야, 산업분야, 의료분야, 상업분야로나뉘고있음 군사분야는근력보조로봇시장에서가장역동적인분야로공개된바로는미국, 중국, 캐나다, 한국, 영국, 러시아및호주에서테스트중이며공개되지않은곳에서도군사용근력보조로봇프로젝트가다수진행중일것으로예상되어잠재시장성이매우클것으로추측 산업분야는근력보조로봇시장이가장빠르게성장하고있는분야로건설현장, 건물부두, 공장, 창고및수술실에서일과산업을위해사용됨 의료분야는근력보조로봇시장에서두번째로오래된분야로환자가더높은일관성으로동일한양의시간에더많은반복운동을수행해더유용한재활을제공하며, 늘어나는노인인구비율로높은시장성을가질것으로기대 상업분야는근력보조로봇시장에서가장작은하위분야로현재증강, 하이킹, 스포츠부상예방등으로범위가제한되어있지만, 후에최소부피를갖는자동운송장치로발전되어큰시장성을가질잠재력지님 특히재활및의료분야근력보조로봇사업에많은기업들이참여하고있으며, 4~5년내큰규모의시장성장전망 현재시장리더인 Ekso Bionics 및 ReWalk Robotics사는연간 100~140대범위의로봇을판매중 WinterGreen Research는 2015년보고서에서 2014년재활시장에서근력보조로봇의시장가치를 1650만달러로추정하여, 2021년도에 21억달러까지성장할것으로전망 TechNavio는전체재활로봇시장이 2014년 4300만달러산업으로가정하면, 2019년까지매년 72.51% 의 CAGR( 연평균성장률 ) 로성장하여 2020년까지약 11억달러가될것으로전망 로봇장치의단위판매보다는서비스판매에주력 Ekso GT 및 Indego 등은이미로봇판매에대한 FDA승인을받았지만, 로봇판매보다의료서비스제공업체와긍정적인관계구축에중점을두어서비스판매에주력 외골격로봇의경우단위비용보다착용가능한안전기록, 문제해결능력, 품질및서비스계약이더욱중요하기때문에서비스제공으로인지도와평판을높이는전략선택 미국, 유럽, 동아시아에서근력보조로봇세계시장의 90% 를점유 미국과유럽에서근력보조로봇연구관련혁신적인활동의상당부분이소규모로주로진행되고있으며, 대학및업계엔지니어와연계된연구센터에서벗어나자체창업하는경우가다수존재 대기업들이소규모혁신창업기업을인수하는동안활동의상당부분은여전히초기단계에집중되어있음 동아시아근력보조로봇시장은반대로큰자본을가진대기업에서주로발생 149

158 노인과장애인을위한근력보조로봇 상대적으로작은회사들이 2019년까지연평균성장률 73% 를유지하기위한초기발판마련에노력중 근력보조로봇사업에참여하고있는 48개회사중절반은 2500만달러미만의가치를가지며시작단계에있음 이중 1/4은대우와 Lokheed-Martin 같은큰글로벌기업으로근력보조로봇시장에관심을가지고있는기업들이며, 나머지대다수는중소기업과연구, 대학조직들로대기업에매입되어분리되기시작 [ 세계근력보조로봇회사규모및지역 ] 150

159 전략제품현황분석 나. 국내시장 국내근력보조로봇의연구는 2000년대초부터시작되었지만, 상용화가되지못하여국내근력보조로봇시장규모는제로에가까움 일부대학과연구소, 기업을중심으로꾸준한기술발전을이루어로봇선진국에뒤처지지않는기술발전을이루었으나, 사용화에발목잡혀시장을이루지못함 현대로템에서 2025년에는 5조원규모로시장이성장할것으로전망 기술에대한사회적관심과국가적지원이부족하며이에따른수요부족과적절한가격을형성하는데에문제있어상용화어려움 2010년대부터연구소들과기업들의근력보조로봇을위한연구진행 방위사업청은국방과학연구소 (ADD) 와 LIG넥스원과함께 16년말부터 20년까지 4년간 200억원을투자해민군공동으로활용가능한 복합임무용착용형근력증강로봇 기술개발사업에착수 생산기술연구원에서대우조선해양과 LIG넥스원등과함께 2008년부터근력보조로봇 하이퍼 연구를시작하여현재에는화재현장에서사용할수있는로봇의시험평가를진행중이며 17년부터소방서에보급할계획 현재는국방또는산업현장을위해개발중이며시장참여는이루어지고있지않으나, 기술발전및보급으로시장규모가커질것으로전망 일부중소 / 벤처기업중심으로제품개발, 상용화초기단계진입 헥사시스템즈, SG 메카트로닉스등의벤처기업에서의료및재활용근력보조로봇을상용화를목표 로개발하고있으며, 상용화초기단계에진입 상용화를위한표준화및기반기술부족문제극복필요 여전히상용화를위해핵심부품기반기술이나표준화문제같이넘어야할산이많으며가격면 에서상용화를위한국책사업차원의적극적인지원시급 151

160 노인과장애인을위한근력보조로봇 다. 무역현황 근력보조로봇은현재상용화가시작되고시장이생성중인관계로과거무역현황이존재하지 않음 근력보조로봇분야에대한정확한동향파악을위해 HS-Code 분류및무역현황에대한추적 조사가필요함 152

161 전략제품현황분석 4. 기술환경분석 가. 기술개발트렌드 기술개요와선정이유 기술개요 노인들과장애인들을위한근력보조서비스를제공하기위해신체외부에장착하는로봇 선정이유 노인들과장애인들을위한근력보조서비스를제공하기위해신체외부에장착하는로봇으로고령화사회및장애인에대한복지증가로인해로봇의필요성과시장성이확대될것으로전망됨. 또한근력보조로봇은노인과장애인의신체뿐만아니라정신적, 사회적영역에서도긍정적인영향을미칠수있음 일본실버세대로봇의특징 고령자자립지원하는개호로봇과보행보조기 베이비붐세대의고령화로간병인력이부족해지면서개호로봇이주목받고있는데개호로봇은특히피간병인의자립을지원하고삶의질을확보해준다는점에서의미가있음 알티웍스에서출품한 로봇어시스트워커 RT.1 은고령자가이용하는보행보조기를전동화한제품임. RT.1 은경사진곳을올라갈때는가볍게, 내려갈때는브레이크가걸려천천히내려갈수있도록설계됐으며본체에통신기가부착돼위성항법장치 (GPS) 로현위치를파악할수있음 다이와하우스공업은뇌에서근육으로전달되는신경신호에반응해보행을지원하는로봇수트 HAL 이고령자뿐아니라환자의재활치료에사용될수있으며특히간병인의부담을덜어줄것으로기대하고있음. 다이와하우스는원래주택건설업체로업계 1위이지만고령화에따른주택수요감소를예측하고주택과밀접한관계에있는개호사업에적극투자하고있음 감성을자극하는치유로봇 다이와하우스공업은아기바다표범모양의동물형치유로봇 파로 를선보임. 기네스북에의해 가장효과적인치유로봇 으로인정받은 파로 는센서와인공지능을갖춰어루만지거나말을걸면울음소리를내거나눈꺼풀, 다리등을움직여반응함. 인간의감성을자극하는풍부한감정표현이가능해동물치료요법과동일한효과를기대할수있다는평가임. 미국에서는식품의약국 (FDA) 이의료기기로승인했는데의료시설이나간호복지시설에서사용됨 PIP는인형형태의쌍방향커뮤니케이션로봇인 카보짱 을개발함. 카보짱 은고령자에게흔히나타나는인지기능저하, 기분저하문제를개선하기위한로봇으로, 실제스트레스와피로감을낮춰 153

162 노인과장애인을위한근력보조로봇 줌과동시에의욕을상승시키고심신을안정시키는효과가있음. PIP의개발담당자에따르면한국에서도오는 6월쯤부터한국어로대화할수있는로봇을판매할예정인데 300가지정도의표현을말할수있음 출처 : 일본종합복지전시회 배리어프리 (Barrier Free 2015) 오사카인텍스전시장, 무역협회, 근력보조로봇기술의세가지분류 정상인을위한보조로봇기술 1990년대와 2000년대초반, 보조로봇의대부분은노동자나군인처럼정상인의물리적부담이가해지는작업을보조하기위한수단으로연구됨 정상인을위한보조기술의경우근력을증대시키기위한기술로구성되며, 대표적으로사람의운동특성을학습하고모방하는행동의도파악기술이포함됨 또한보조로봇을개발하기위하여구동기를활용한큰보조력생성방법, 인간과로봇의동작을동기화하는제어방법등이연구되었음 제어관점에서정상근골격계의강인성은이점으로작용하였으나, 착용자에의한동작과로봇에의한동작을구별하기어렵기때문에효과적인제어성능판별방법을도출하지못하였음 하지완전마비장애인 (Complete Paraplegic Patient) 을위한보조로봇기술 하지완전마비환자는하지근력이완전히소실되어물리적도움이절실히필요하므로착용형로봇의동작보조기능을증명하는데적합함 하지운동능력이상실된경우로봇착용자의동작은로봇의제어시스템에의해주도됨. 따라서하지완전마비장애인을위한보조로봇제어난이도는상대적으로낮음 로봇은착용자의체중을지지함과동시에미리정의된관절궤적을추종하도록제어되어야하며이는전형적인위치피드백제어문제임. 하지완전마비장애인은자발적인움직임이불가능할뿐만아니라신경자극에반응이없으므로로봇에서오는저항을느끼지못하기때문에높은수준의제어정밀도가요구되지는않음 행동의도파악은조이스틱이나버튼으로간단하게구현될수있음 보행안정성확보는목발을이용하여해결됨 하지완전마비환자를위한착용형로봇은성공적으로상용화된사례가있으나, 흉추또는요추에척수손상을입은하지마비환자로대상환자군이제한적임예 ) 서있는동안상체안정을위해자신의몸통, 팔, 목을충분히자발적으로제어할수있는환자 ( 또는 ASIA A~B에해당하는환자 ) 하지부분마비장애인 (Incomplete Paraplegic Patient) 을위한보조로봇기술 154 최근약화된근력으로인해보행안정성이저하되어거동이불편한하지부분마비환자를위한보조

163 전략제품현황분석 기술이중요하게인식되고있음 적용대상은근육약화와신경근육질환 ( 근이영양증, 길랑-바레증후군등 ) 환자, 뇌졸중이나척수손상을겪은재활환자, 그리고일반적인노인을포함함 노인에대한물리적지원은현대사회에서가장중요한사회문제중하나이기때문에, 하지부분마비환자를위한보조기술연구의필요성은지속적으로성장할것임 하지부분마비환자를위한착용형로봇설계는로봇관절의고유한기계적특성 ( 낮은임피던스, 역구동성, 높은구동출력밀도등 ) 을요구함 기계부품들은인체공학적으로설계되어불편함이없이장시간장치를사용할수있도록설계되어야함 부분마비환자의근육제어능력은정상인만큼강인하지않기때문에, 전체인체시스템은외란 ( 즉, 외력, 지면이나상체의기울기등 ) 혹은모델오차 ( 즉, 부하등 ) 에취약함 완전마비환자와달리부분마비환자들의근신경계는부분적으로정상작동하기때문에자발적인운동에로봇이예상외의저항을발생시키는경우불편함을느낌 따라서부분마비환자를위한보조로봇의설계와제어는매우도전적인과제임 구동기설계기술 정상인을위한보조로봇의고출력고효율구동기기술 뛰어난제어성능이보장되는동시에정상인이착용하여근력이상의힘을발생시키기위하여고출력을갖는구동기가필수적임. 마스터 ( 사용자 )-슬레이브( 근력보조로봇 ) 방법으로제어하는경우, 구동기의역구동성은요구되지않으나뛰어난제어성능은반드시요구됨 미국 Ekso Bionics사에서유압구동기를사용하여군인용근력보조로봇을개발하였고, 이외에도세계여러연구진이공압구동기, 하모닉드라이브가장착된모터등을사용한바있음 정상인을위한근력보조로봇의성능은구동기의성능에의해결정되므로, 고출력고효율구동기기술은근력강화로봇의핵심기술임 마비환자를위한보조로봇의역구동성이보장된비저항구동기설계기술 근력보조로봇의구동기기술은제어방식에따라크게달라지는데, 마비환자를보조하기위하여마스터 ( 근육보조로봇 )-슬레이브( 사용자 ) 방법으로제어하고자하는경우에는출력과저항력이모두큰구동기가효율적일수있으나, 일반노인또는수술후환자를보조하기위하여동적특성보상방법또는생체신호측정방법을사용할경우에는사용자가동작을통하여근력보조로봇에행동의지를전달할수있으므로근력보조로봇은반드시사용자의동작에저항력을발생시키지않아야함 따라서구동기의완벽한역구동성이필수적이며, 동시에작은무게와부피등이요구됨 155

164 노인과장애인을위한근력보조로봇 행동의지파악기술 정상인을위한보조로봇의행동의지파악기술 정상인이근력보조로봇을착용하여동작하는경우, 동작의형태가불규칙하고동작이크게일어나므로임의의동작에대한행동의지를파악하고모든동작에대해대응가능한제어기술이필수적임 노인및환자가사용하는근력보조로봇과는달리, 근력강화로봇은사용자가매번동작을입력하기불편하므로특정한입력장치 ( 버튼, 터치패트, 음성인식등 ) 없이행동의지를파악하는것이가능해야함 마비환자를위한보조로봇의행동의지파악기술 마비환자를보조하는경우에는버튼이나음성인식등의별도의입력장치를두어사용자가원하는동작을근력보조로봇에전달하는경우가많으나, 노인및수술후환자의경우에는동작의형태가정해져있지않고자연스럽게동작을취함으로써근력보조로봇에행동의지를전달하는것이보다바람직하므로, 별도의입력장치없이사용자의행동의지를파악하는것이중요함 신호측정및제어기술 사용자의몸에착용해근육에들어오는신경의전기적신호를순간적으로감지해작동하는생체신호기반신호측정및제어기술 일본 Cyberdyne사의 HAL 로봇이근육에전달되는생체신호근전도 (Electromyo-graphy (EMG)) 를측정하여근력을계산하고, 그에비례하여관절에장착된모터를제어함으로써로봇이사용자의신체와동기화되어움직이는근력보조로봇을선보인이후세계여러국가에서다양한연구가진행됨 기존의신체에서직접신호를측정하는생체신호측정방식의불편함을해소하기위해근육이팽창하는정도를측정하는센서근섬유팽창센서 (Muscle fiber expansion (MFE) sensor) 등연구 생체신호의불규칙성과낮은신뢰도로인하여최근에연구 개발되고있는근력보조로봇에서는생체신호를활용하지않는추세임 로봇에부착된센서신호를통한사용자의동작감지및의도파악을기반으로하는제어기술 관성측정장치 (Inertial Measurement Unit (IMU)) 를이용한착용자의관절위치정보획득과더불어발밑면이받는지면반력 (Ground Reaction Force (GRF)) 등의추가적인센서정보를활용해착용자의동작및의도를파악하는기술개발필요 156

165 전략제품 현황분석 나. 주요업체별 기술개발동향 (1) 해외업체동향 일상생활 보조로봇 기술동향 [ 이동지원로봇 중심 ] 제품명(기업, 국가) 개요 주요기능(특징) 캐터필러를 사용하는 전천후 휠체어 실외상황 어디나 구동이 가능하며, 진흙, 눈길, 모래 등의 모든 off-road에서 이동이 가능하고 45 의 경사까지 등반 가능하며 계단 을 오르기 위한 기능을 추가로 개발하고 있음 계단승강이 가능한 4륜구동 휠체어 일반적인 전동휠체어와 유사한 크기로 균형제어가 가능하며 계단승강 이 가능한 4륜구동 휠체어로써 기술성이 돋보이는 이동장치임 크기가 같은 네 개의 바퀴가 달려 있으며 센서와 자리오스코프를 사 용하고 회전식 바퀴를 이용하여 바퀴 두 개씩 오르락내리락하면서 계 단을 더듬어 나감 두 바퀴로 멈춰 서서 높이를 올려주는 기능 가능 4륜구동으로 풀밭이나 언덕길 등에서도 이동이 가능 Biped walking robot 사람을 태우고 걷기가 가능한 로봇으로써 평지뿐만 아니라 스스로 균 형을 잡고 계단을 오르내리며 발과 유사한 센서 기능을 이용하여 바 닥과 base 간의 힘을 측정하고 부하의 무게를 감지하여 base에서 균 형을 유지 사용자의 선호에 따라 탑승 높이를 조절할 수 있음 속도를 개선하고 무거운 부하를 견디는 연구가 진행 중 자율주행 및 방해물 회피 휠체어 로보틱 휠체어 내비게이션으로 주행보조와 장애물을 만나면 회피하거 나 멈춤 병원이나 집으로 되돌아올 때 먼저 위치를 입력하면 자율주행 가능 로봇암 부착형 휠체어 6자유도의 로봇 팔과 3개의 손가락으로 구성 카본파이버 구조를 가지고 있어 1.5kg의 최대 기반하중을 가지면서 도 로봇 팔의 무게가 5kg로 네덜란드 Exact Dynamics사의 ARM 무게의 절반 이하 수준 USB 통신이 가능한 API를 제공하여 연구개발용으로 활용 Tank Chair (Tank Chair, 미국) ibot (J&J, 미국) WL-16R II (와세다대학, 일본) DaYA (데야 로보틱스, 이스라엘) JACO (Kinova, 캐나다) * 출처 : 재활의료기기 기술 동향 및 전망, 한국산업기술평가관리원,

166 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 [ 마비환자용 근력보조로봇 중심 ] 제품명(기업, 국가) Rewalk (Argo Medical, 이스라엘) Rex (Rex Bionics, 뉴질랜드) Ekso (Ekso Bionics, 미국) AlterG Bionic Leg (Alter, 미국) Indego (Parker Hannifin, 미국) 개요 주요기능(특징) 외골격 형태의 보행보조 로봇 밤에 충전하면 낮 동안 충전 없이 사용가능 앉았다 일어나기, 걷기, 계단 오르기 등 실생활에 필요한 보행 가능 신장 160~190cm, 몸무게 100kg 이하의 환자 사용 가능 * 사용자 전제조건 : 손과 어깨를 움직일 수 있어야 하며, 심혈관계 및 뼈에 이상이 없어야 함 조이스틱으 로 제어하는 외골격 형태의 보행보조 로봇 조이스틱을 통해 명령을 주어 원하는 동작 실행 보행을 위한 주요 기능 탑재(앉기, 서기, 걷기, 계단 오르기 등) 넘어질 우려가 적은 안정적인 직립 자세 유지하여 목발 없이 보행 가 능 한 번의 충전으로 2시간 이상 구동 가능 보행모드 조절형 외골격형 보행보조 로봇 3종류의 보행 모드 제공 * FirstStep: 보행을 위해 앉은 상태에서 기립을 위한 모드 * ActiveStep: 사용자가 보행을 시작 제어하는 모드 * ProStep: 사용자가 앞으로 움직이기 위해 체중을 옮기는 것을 보 조하는 모드 음향 신호를 통해 사용자가 이상적인 움직임을 하고 있는지 알려주는 훈련 모드 제공 보행 결과를 저장하여 향후 확인 가능 한쪽 다리에 작용되는 형태의 보행보조 로봇 환자의 의도를 바탕으로 재활치료 수행 치료사의 개입 없이 사용자의 힘을 감지하여 강도 조절 가능 치료사 힘만으로 수행하기 힘든 지속적인 반복 재활 치료 가능(수백 회 반복 동작 가능) 별도의 부가 장치 없이 일상생활에서 앉았다 일어나기, 걷기, 계단오 르기 등 재활훈련 가능 경량화를 통해 이동성을 높인 외골격 형태의 보행보조 이동성을 고려한 가벼운 무게(약 12kg, 경쟁 제품의 절반 수준) 휠체어에서도 착용 가능하며 착용이 쉬움 외골격형 재활치료로봇 중 유일하게 전기 자극(FES, Functional Electrical Stimulation)을 통한 재활치료기술 탑재 * 출처 : 재활의료기기 기술 동향 및 전망, 한국산업기술평가관리원,

167 전략제품현황분석 주요국가 ( 미국, 일본, 이스라엘등 ) 의연구소와회사들이근력보조로봇기술을주도하고있으며, 일부업체는이미상용화중에있음 미국, 일본, 이스라엘등주요국가가기술을선두하고있으며, 표준화가이루어지지않은상태에서각연구소와회사별로고유의원천기술연구개발에집중하고있음 ReWalk은 2015년미국식약청 (FDA) 에서가정용으로최초로승인한외골격로봇으로현재연간수백대가판매되고있으며세계적으로광범위한임상시험진행중 HAL은유럽연합에서수술용이아닌최초의의료용로봇으로인증받았고, 일본 130개병원에서 300대이상운용중 근력보조로봇관련기술은크게군사분야기술, 산업분야기술, 의료분야기술, 상업분야기술로나뉘고있으며, 소프트웨어및서비스기술들도발전하고있음 군사분야 22) : HULK (Lockheed martin, 미국 ), Hercule (RB3D, 프랑스 ) 등 산업분야 23) : Fortis (Lockheed martin, 미국 ) 등 의료분야 24) : Exoatlet (ExoAtlet, 러시아 ), HAL (Cyberdyne, 일본 ), Walking Assist (Honda, 일본 ), Lokomat (Hocoma, 스위스 ), Indego (Parker Hannifin, 미국 ), Rewalk (Rewalk Robotics, 이스라엘 ), Ekso (Ekso Bionics, 미국 ), REX (Rex Bionics, 뉴질랜드 ) 등 상업분야 : Againer (Againer, 라트비안 ) 등 의료및재활분야로봇, 서비스형태로제공 Indego 와 Ekso GT의경우 FDA 승인을받았지만개인판매보다의료서비스제공업체와긍정적관계구축에중점을두는추세이며, 많은회사들이시장에물량공급이가능하지만안전성과성능, 평판을고려하여장기적인서비스형태로출시 22) 고정식, 에너지소거식, 하체, 전신및수동의등으로분류 23) 도구보관, 의자없는의자, 등받이, 파워장갑, 전신동력수트및추가 / 여분로봇등으로분류 24) 고정하체, 손및손가락재활, 고정상체, 고정식하체재활및증강, 이동상체등으로분류 159

168 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 160 HULK (Lockheed martin, 미국) Fortis (Lockheed martin, 미국) Hercule (RB3D, 프랑스) Againer (Againer, 라트비안) Exoatlet (ExoAtlet, 러시아) Lokomat (Hocoma, 스위스)

169 전략제품 현황분석 HAL (Cyberdyne, 일본) Walking Assist (Honda, 일본) Indego (Parker Hannifin, 미국) Rewalk (Rewalk Robotics, 이스라엘) Ekso (Ekso Bionics, 미국) REX (Rex Bionics, 뉴질랜드) 161

170 노인과장애인을위한근력보조로봇 국내업체동향 미국, 일본등주요로봇선진국에뒤처지지않는기술보유, 상용화과정진행중 2000년대들어대학과연구소를중심으로연구를시작하여몇년사이급격한성장을이루어미국, 일본등주요로봇선진국에뒤처지지않는기술력갖춤 최근에는근력보조로봇의다양한활용성에주목해연구소와기업들의적극적인행보로기술연구진행중에있음 군사분야의근력보조로봇기술개발동향 방사청지원을기반으로 ADD를비롯해현대자동차, 현대로템, 생산기술연구원, LIG넥스원등에서군사용근력보조로봇을상용화를목표로개발중 ADD가기동능력에중점을둔 고기동하지근력증강로봇의고속동기화제어기술 개발주관 LIG넥스원이무거운하중을다루는데중점을둔 고하중상하지근력증강로봇의통합운용제어기술 과제와 착용형근력증강로봇용고밀도전원기술 개발주관 산업분야의근력보조로봇기술개발동향 국민안전처는소방관을위한 소방대원근력지원관련장치기술 과제를국민안전처산하중앙소방학교주관으로개발중 현대자동차, 생산기술연구원, 대우조선, LIG넥스원등에서산업현장을위한근력보조로봇을 4~5 년내에상용화를목표로개발중 의료분야의근력보조로봇기술개발동향 현대자동차, SG메카트로닉스, 헥사시스템즈등에서의료및재활을위한근력보조로봇을상용화를목표로개발중 하지완전마비장애인을위한근육보조로봇기술을보유한 SG메카트로닉스와서강대공경철교수연구팀이 16년스위스에서열린장애인을위한로봇보조기술올림픽사이배슬론대회의외골격착용로봇종목에서동메달획득 근력보조로봇의기반기술부족과표준화문제극복필요 신체에부착하는근력보조로봇의특성상낮은무게대비고성능고효율의장비부품을요구하지만, 액추에이터와같은핵심부품의기반기술을아직수입에의존 세계적으로경쟁력있는근력보조로봇기술위해국제표준화에대한관심과참여필요 162

171 전략제품 현황분석 WalkON Suit (SG메카트로닉스) HEXAR-WA20 (헥사시스템즈) ANGELEGS (SG메카트로닉스) HEXAR-HL35 (헥사시스템즈) 163

172 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 164 HEXAR-CR50 (헥사시스템즈) LEXO (LIG넥스원) H-LEX (현대차그룹) H-WEX (현대차그룹) HYPER R1 (한국생산기술연구원) 강화외골격 (대우조선해양)

173 전략제품현황분석 LG전자 노약자돕는로봇 스마트워커 개발 LG전자는 12일부터사흘간경기도일산킨텍스에서열리는 2013 대한민국 R&D 대전 에서노약자를위한로봇 스마트워커 를전시함 - 이행사는산업통상자원부와미래창조과학부가주최하며국책연구개발과제결과를공유하고평가하는자리임 - 스마트워커역시 LG전자가한국산업기술평가관리원 국립재활원과협력해진행중인국책과제중하나임 스마트워커는 걷기보조 앉기 서기 탑승등세가지기능을제공하는전동근력보조시스템을탑재함 스마트패드와조이스틱을달아이런기기를처음써보는사용자도쉽게익힐수있게제조함, 사용자가조이스틱을미는강도를감지해바퀴를움직이고, 걷는속도에맞춰동작을지지해줌. 또버튼하나만누르면의자가나와바로앉을수있도록했음. 전동휠체어처럼앉은상태에서속도를조절하며이동할수도있음 * 출처 : LG, 노약자돕는로봇 ' 스마트워커 ' 개발, 중앙일보,

174 노인과장애인을위한근력보조로봇 다. 기술인프라현황 국내 ( 관련 ) 로봇산업발전방안발표 로봇산업정책협의회개최 4차산업혁명에대응하기위해 17. 2월까지로봇로드맵수립함 창의적 도전적로봇연구촉진을위한풀뿌리지원프로그램도입함 17년병원에무인이송로봇, 18년우체국에소셜로봇보급함 카이스트 (KAIST) 에휴머노이드로봇설치, 5년간 150억원투자함 로봇산업발전방안주요내용 이번회의에서는지난 10월산업부장관간담회시발표내용을관계부처협의를통해보완하고구체화하여확정함 우리로봇산업이새로운수출산업으로성장할수있도록 1시장창출과제도정비를통해로봇활용수요기반을넓히고, 2전문기업육성과핵심기술확보, 인력양성, 융합생태계조성등을통해로봇서비스 플랫폼공급역량을강화함 ( 수요기반 ) 스마트공장보급 확산과연계하여첨단제조로봇의수요를창출하고, 서비스로봇공공수요를발굴하여보급ㆍ확산됨 ( 공급역량 ) 로봇전문기업육성을위해로봇기업들의부설연구소 10~15개를 첨단로봇상용화연구센터 로지정하여향후 4년간민관공동으로 1,000억원투자함 주요추진과제별민관투자계획 ( 안 ) 구분 내용 병원內물류수요에병원용이송로봇 10~15 개시범적용 ( 복지부 ) 17 년 국립재활원 보훈병원등에재활로봇 5~10 개보급 ( 복지부 ) 평창올림픽에안내, 홍보, 이송, 경비로봇등활용 ( 조직위 ) 18 년 우체국에인공지능기반소셜로봇 5~10 개시범적용 ( 미래부 / 우본 ) 국공립병원에국산수술로봇선도제품 3~5 개시범적용 ( 복지부 ) 대형시설, 물류창고등에이송로봇 20 개적용 ( 국토부등 ) 19 년 ~ 전시장, 박물관안내서비스등에소셜로봇 20 개적용 ( 문체부 ) 발전시설등에감시경계안전로봇등 10~15 개시범적용 ( 산업부 ) 166

175 전략제품현황분석 특히, 시장활성화가시급한분야인재활로봇에대해서는산업부와복지부가공동으로 재활로봇심 포지엄 을개최 (11.30) 하여제도정비과제를도출하고내년중정비해나갈계획임 ( 로봇법개정 ) 로봇시장창출을촉진하기위해공공기관을대상으로로봇활용을권고할수있도록 지능형로봇개발및보급촉진법 개정도추진함 공공기관등의범위, 구매권고, 기관별연단위구매계획및실적제출의무화등을규정하는방안등이있음 16년말까지개정안을마련하여 17년국회제출함 ( 휴머노이드로봇 ) 기술적파급효과가크고로봇기술의총아인인간형로봇분야에서세계선도기술을확보하고전문연구인력을양성하기위해 휴머노이드로봇연구센터 를 12월에카이스트 (KAIST) 에설치함 공모절차를거쳐지난 10월 25일카이스트 (KAIST) 가최종선정됨에따라, 20년까지향후 5년간 150억원을투자함 고속 고출력인간형로봇플래폼과보행 조작성능고도화를위한요소기술과핵심부품등을개발하고, 석박사급연구인력 100명도양성함 기계연구원 (KIMM), 생산기술연구원 (KITECH), 전자통신연구원 (ETRI), 과학기술연구원 (KIST), 로봇융합연구원 (KIRO), 전자부품연구원 (KETI) 국내로봇산업현황과강점에대한분석을바탕으로 5대로봇유망제품 * 과부품의중장기선도전략을상향식 (bottom-up) 으로제시함 첨단제조로봇 + 무인이송의료재활소셜안전로봇 ( 로봇부품 ) 감속기등핵심로봇부품의국산화를위해공급기업과수요기업이함께 로봇부품조합 을구성하여고가의생산 측정장비를공동구축하기로함 ( 현황 ) 로봇제품원가의절반가량을차지하는부품의상당부분을수입에의존하고있어제품의경쟁력확보가곤란하나, 개별기업이시험생산 양산에필요한고가의장비를구축하기는어려운상황임 장비공동구축을통해제품개발과시험생산 양산에공동대응하고, 부품의품질 신뢰성확보를위한성능평가와인증도지원함 앞으로산학연특별팀 (T/F: 11.1 발족 ) 에서 17년 1월까지종합기획을완료하고, 세부준비과정을거쳐 17년상반기중 로봇부품조합 설립을추진함 * 출처 : 관련부처합동으로로봇산업발전방안발표, 무역협회,

176 노인과장애인을위한근력보조로봇 글로벌로봇 ( 관련 ) 정책동향 일본 무인항공기의운항규칙을정비한항공법개정안발효 아베총리, 제 2회 관민대화 에서제 4차산업혁명을위한과제논의 문무과학성 교육과정기획특별부회 에서정보교육보강논의 2016년판일본재흥전략 GDP600조엔달성을위한성장전략 발표 14년로봇도입실증사업사례집발표및 16년사업공모 경제산업성, 제4차혁명대응을위한 신산업구조비전 중간정리공표 미국 연방항공국 (FAA), 소형드론온라인등록제시행 오바마대통령 Computer Science for All 계획발표 시카고내공립고등학교 컴퓨터과학 졸업필수과목지정 영국 G20 국가중최초 Computing 과목필수지정 중국 로봇산업발전계획 ( ) 발표 한국 무인항공기전용주파수이용위한 항공업무용무선설비의기술기준 개정 국토교통부, 무인비행장치활성화지원추진로드맵 발표 SW교육과로봇을연계하는시범사업추진 SW교육확대및 SW인재양성을위한지원사업본격화 신산업분야성장동력창출을위한정책방향발표 인공지능관련지원정책확대 일본 168 인공지능연구개발에 10 년간 1,000 억엔투자계획발표

177 전략제품현황분석 중국 인터넷 + 인공지능 3 년행동계획 프로젝트지속추진 미국 인간의뇌연구를위한 Brain Initiative 프로젝트지속추진 한국 산업통상자원부, 인공지능의응용 산업화촉진을위한지원방침발표 * 출처 : ROBOT NEWS & INFO, 한국로봇산업진흥원,

178 노인과장애인을위한근력보조로봇 라. 특허동향분석 (1) 연도별출원동향 노인과장애인을위한근력보조로봇기술의지난 7년 ( 10~ 16) 간출원동향 25) 을살펴보면연도별로출원경향이증가와감소를반복하고있어서지속적으로노인과장애인을위한근력보조로봇기술개발이활발한것으로보임 각국가별로살펴보면일본출원경향은급격한감소와증가후다시감소추세를보이고, 미국은증가와감소를반복하는추세를, 유럽은완만한증가와감소추세, 한국도완만한증가와감소를반복하는것으로판단됨 국가별출원비중을살펴보면일본이 47.4% 를차지, 최대출원국으로서노인과장애인을위한근력보조로봇기술을리드하고있는것으로나타났으며, 미국이 32.4% 로그다음을, 한국이 11.3%, 유럽이 8.9% 로비슷한수준의출원비중을보이고있으나최근한국의출원증가추세가두드러짐 [ 노인과장애인을위한근력보조로봇관련기술연도별출원동향 ] 25) 특허출원후 1 년 6 개월이경과하여야공개되는특허제도의특성상실제출원이이루어졌으나아직공개되지않은미공개데이터가존재하여 2015, 2016 년데이터가적게나타나는것에대하여유의해야함 170

179 전략제품 현황분석 (2) 국가별 출원현황 한국의 출원현황을 살펴보면 2012년 이후 출원이 소폭 감소했다가 다시 증가하는 경향을 보 이고 있으며, 외국인의 출원은 점차 감소함 외국인의 출원 감소현상이 두드러지는 이유를 살펴보면, 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 기 술의 국내 시장에 대한 외국인의 선호도가 감소하고 있는 것으로 추정됨 일본의 출원현황은 2012년을 기점으로 감소추세에서 증가추세로 변화하였으며, 출원인 대부분 이 자국 출원으로 일본 내의 기술력이 우수한 것으로 추정됨 미국과 유럽의 출원현황은 지속적으로 유지되고 있는 추세를 보이고 있으며, 출원인 대부분이 외국인으로 미국과 유럽은 자국인의 출원이 미미함 [ 국가별 출원현황 ] (3) 투입기술 및 융합성 분석 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 기술 분야의 투입기술을 확인하기 위하여 특허분류코드 인 IPC Code26)를 통하여 살펴본 결과, 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 기술 분야의 가 171

180 노인과장애인을위한근력보조로봇 장높은 IPC는 A61H 기술분야가 67건으로가장많이차지하고있으며, 이어서 A61F가 50건, A61B가 48건으로다수를차지함 이외에 B25J 39건, A63B 35건, H04W 34건, G06F 32건, B62D 23건, H01L 21건, B60R 20건순으로기술이투입되어있어노인과장애인을위한근력보조로봇기술분야에다양한기술이융합되어존재함 더불어해당 IPC의특허인용수명을살펴보면 A61H 기술분야의수명이 11년으로가장긴것으로나타났으며, H04W 기술분야는 4년으로가장짧은것으로분석됨 [ 노인과장애인을위한근력보조로봇기술분야상위투입기술 ] IPC 기술내용특허인용수명 (TCT) 27) A61H 물리적인치료장치 11 년 A61F 혈관에이식할수있는필터 ; 보철 ; 인체의관상구조를개존시키는또는붕괴를방지하는장치 ; 정형외과용구, 간호용구또는피임용구 ; 찜질 ; 눈또는귀의치료또는보호 ; 붕대 ; 피복용품또는흡수성패드 ; 구급상자 9 년 A61B 진단 ; 수술 ; 개인식별 9 년 B25J 메니플레이터 ; 메니플레이터장치를갖는실 ( 室 ) 8 년 A63B 신체의단련, 체조, 수영, 등반또는펜싱 ; 구기 ; 단련용구 9 년 H04W 무선통신네트워크 4 년 G06F 전기에의한디지털데이터처리 6 년 B62D 자동차트레일러 8 년 H01L 반도체장치 ; 다른곳에속하지않는전기적고체장치 6 년 B60R 달리분류되지않는차량, 차량부속구또는차량부품 6 년 투입기술이가능많은 A61H 분야와융합이높게이루어진기술은 A61F 분야로나타났으며, B25J, A63B 분야와도융합된기술의건수가높은것으로분석됨 이외에 A61F 분야와융합된기술은 B25J, A61B, A41CC 분야와융합된기술이많은것으로나타났으며, A61B 분야와융합된기술은 B25J, G01N, G01R, GO3R 기술로분석됨 26) 전세계적으로통용되고있는국제특허분류 (IPC: International Patent Classification) 를통해특허정보기술분야에서공지기술을조사할수있으며, 기술및권리정보에용이하게접근가능 27) 특허인용수명지수는후방인용 (Backward Citation) 에기반한특허인용수명의평균, Q1, Q2( 중앙값 ), Q3 에대한통계값을제시함. 특히이와같이산출된 Q2 는 TCT(Technology Cycle Time, 기술순환주기또는기술수명주기 ) 라고부름 172

181 전략제품 현황분석 [ 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 기술 분야 IPC 기술 및 융합성 ] (4) 주요출원인 분석 세계 주요 출원인을 살펴보면 주로 한국과 중국, 일본의 출원인이 다수의 특허를 보유하고 있 는 것으로 나타났으며, 미국 출원인의 출원건수도 확인됨 출원건수 1위의 출원인은 한국 기업인 삼성전자이며, 그 뒤를 중국 국적 출원인이 HUAWEI TECHNOLOGIES가 차지하고 있고, 일본 출원인에는 HONDA MOTER, RICHO, FUJI XEROX 등이 있었으며, 미국 회사 MANGA MIRRORS OF AMERICA도 일부 특허를 확보하고 있음 한국과 중국, 일본의 주요 출원인을 살펴보면 한국의 삼성전자를 제외하고는 대부분 본국보다는 미국 출원건수가 높은 것으로 나타남 일본 기업인 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES가 3극 패밀리수가 4건으로 다국적으로 시장을 확보하며 출원을 하고 있는 것으로 보이며, 한국의 삼성전자, 중국의 HUAWEI TECHNOLOGIES, 일본 RICOH, 미국 MAGNA MIRRORS OF AMERICA INC가 각각 3건씩 으로 일부 국가에 출원을 하고 있는 것으로 나타남 일본 기업인 RICOH CO LTD가 확보한 특허의 피인용지수가 6으로 가장 높게 나타나 원천기 술을 다수 보유하고 있는 것으로 분석됨 173

182 노인과장애인을위한근력보조로봇 [ 주요출원인의출원현황 ] 주요출원인 국가 주요 IP시장국 ( 건수 %) 한국미국일본유럽 IP 시 장국 종합 3 극 패밀 리수 ( 건 ) 피인용 지수 주력기술분야 삼성전자주식회사 한국 % 75% 0% 0% 미국 통신관련기술 HUAWEI TECHNOLOGIES CO LTD 중국 % 100% 0% 0% 미국 통신관련기술 HONDA MOTOR CO LTD 일본 % 100% 0% 0% 미국 차량관련기술 현대모터 한국 % 100% 0% 0% 미국 차량관련기술 RICOH CO LTD 일본 % 100% 0% 0% 미국 이미지형성장치 FUJI XEROX CO LTD 일본 % 100% 0% 0% 미국 이미지형성장치 MAGNA MIRRORS OF AMERICA INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 차량관련기술 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES CO LTD 일본 % 100% 0% 0% 미국 수리관련기술 TOKYO ELECTRON LTD 일본 % 100% 0% 0% 미국 Liquid cleaning unit YASKAWA DENKI KK 일본 % 100% 0% 0% 미국 2 0 로봇관련기술 174

183 전략제품 현황분석 (5) 국내 출원인 동향 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 현대자동차와 삼성전자의 출원건수가 각각 4건으로 가 장 높게 나타났으며, 중소기업으로는 인선모터스가 3건으로 출원건수가 가장 높게 나타남 기타 대기업의 주요 출원인으로 대우조선해양이 3건, 현대중공업, 엘지전자가 각각 2건 등이있으 며, 중소기업의 기타 주요 출원인으로 한미아이티, 케이엔디이, 피엔에스미케닉스, 파인테크닉스, 케이에이치바텍, 유메딕스 등이 각각 2건으로 나타남 기업 이외의 주요 출원인을 살펴보면 연구소/공공기관으로 한국생산기술연구원, 한국기계연구 원, 에스피테크 등의 출원이 각각 1건이었고, 대학으로는 연세대학교 원주산학협력단이 3건, 대구경북과학기술원, 연세대학교 산학협력단, 경북대학교 산학협력단이 각각 2건 등의 출원을 한 것으로 분석됨 [ 국내 주요출원인의 출원 현황 ] 175

184 노인과장애인을위한근력보조로봇 5. 중소기업환경 가. 중소기업경쟁력 근력보조로봇분야의중소기업경쟁력은주로현대자동차그룹, LIG 넥스원등대기업이참여하고 있으나, 일부근력보조, 재활분야에서중소기업이참여하고있음 [ 가사지원로봇분야중소기업현황 ] 기술분류주요기술대기업중소기업중소기업참여영역중소기업 참여정도 근력증강 현대자동차 그룹, - - 고출력고효율구동기술, LIG넥스원 근력보조 행동의지파악기술, 전력공급기술, 역구동성이보장된비정항구동기설계기술, 안전성보장기술, 자활정도모니터링및정량화기술, 물리치료방법구현기술, 센서 - SG 메카트로닉스 근력보조 재활 - 피앤에스미캐닉스재활 * 중소기업참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 176

185 전략제품 현황분석 나. 중소기업 기술수요 근력보조 로봇 분야의 중소기업의 기술수요를 파악하기 위하여 중소기업 기술수요조사 및 중소기 업청 R&D신청과제(2013~2015년)를 분석한 결과 아래 표의 내용과 같은 수요들이 다수 있는 것 으로 분석 근력보조 분야의 중소기업은 생체신호를 이용한 후두부 이완기 개발, 직립 작업의 피로경감을 위 한 착용형 체중지지 시스템 등 연구개발을 진행하였으며, 인체공학적 로봇 설계 기술, 상체 장착 기구 개발, 신체 안정성 보장 설계 기술, 센서 기술 등에 관심이 높은 것으로 나타났음 [ 근력보조 로봇 분야 과제신청현황 및 수요조사결과 ] 전략제품 기술 분류 기계 자동화 기술 관심기술 생체신호를 이용한 후두부 이완기 개발 자력기반 부착 이동체의 자력 측정 및 제어 기술 개발 기타 로봇/자동화기계 관련기술 로봇 액추에이터 일체형 고정밀 비접촉 진동센서 및 드라이버 개발 소규모 Hot-cell용 관절형 원격조종기 개발 블록형 로봇팔 근력보조 로봇 로봇 제어 및 지능화기술 자동화 관련 계측/센서 기술 조립/정밀 이송기술 누구나 만들 수 있는 모듈형 로보틱스 플랫폼 개발 직립 작업의 피로경감을 위한 착용형 체중지지 시스템 Zigbee 무선네트워크 기반 토크제어용 스크류 드라이버 컨트롤시스템 개발 연질리테이너 조립자동화 기술개발 177

186 노인과장애인을위한근력보조로봇 다. 중소기업핵심기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 노인과장애인을위한근력보조로봇기술의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출 노인과장애인을위한근력보조로봇기술의특허및논문유효데이터를기반으로키워드클러스터링을통하여 12개의요소기술후보군을도출 제품별 dataset 구축 : 노인과장애인을위한근력보조로봇기술관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인-빈도수 (tf-idf) 28) 가상위 30% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 29) 가 2이상인클러스터로제한 ) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 각키워드를나타내는원과키워드간의연관도를나타내는직선으로구성 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 키워드로도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 노인과장애인을위한근력보조로봇기술전략제품의특허 논문유효데이터에대하여키워드클러스터링결과를기반으로요소기술도출 데이터기반의요소기술도출은키워드클러스터링을통해도출된요소기술에대하여전문가의검증및조정을통하여요소기술을도출 28) 빈도수 (tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 29) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 178

187 전략제품 현황분석 [ 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 분야 키워드 클러스터링 ] [ 노인과 장애인을 위한 근력 보조 로봇 분야 주요 키워드 및 관련문헌 ] No 클러스터 01 클러스터 02 클러스터 03 주요 키워드 main body other hand present invention 연관도 수치 관련특허/논문 제목 4~6 1. PACKAGE BODY FOR IMAGE FORMING APPARATUS 2. TANK UNIT, UNIT MAIN BODY EQUIPPED WITH THIS UNIT, AND HEAT INSULATING MOLDED BODY FOR HOT WATER STORAGE TANK 3. New progress of microgravity active vibration isolation system in Chinese Tianzhou-1 Cargo ship 4~5 HEXAPOD SYSTEM Device for generating a virtual network user 3. Importance of sialic acid residues illuminated by live animal imaging using phosphorylcholine self-assembled monolayer-coated quantum dots 5~8 1. SHOVEL PROVIDED WITH ELECTRIC ROTATING DEVICE AND CONTROL METHOD THEREFOR 2. SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING THE USE OF AN EXERCISE APPARATUS 3. Human daily activity recognition with sparse representation using wearable sensors 179

188 노인과장애인을위한근력보조로봇 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 04 power supply 4~6 1. RAPID CHARGING POWER SUPPLY SYSTEM 2. RESONANCE TYPE NON-CONTACT POWER SUPPLY SYSTEM 3. Photovoltaic panels as attitude sensors for artificial satellites 클러스터 05 클러스터 06 near future 4~5 control unit 4~5 1. Monitoring ambient air quality with carbon monoxide sensor-based wireless network 2. Real-time control and evaluation of a teleoperated miniature arm for Single Port Laparoscopy. 1. ULTRASOUND DIAGNOSTIC EQUIPMENT 2. Apparatus and method of measuring blood pressure of examinee while detecting 3. Shovel provided with electric swiveling apparatus and method of controlling the same 클러스터 07 user equipment 5~6 1. Communications system, user equipment, mobility management entity and method thereof of transient handover for performing packet offloading 2. COMMUNICATIONS SYSTEM, USER EQUIPMENT, MOBILITY MANAGEMENT ENTITY AND METHOD THEREOF OF TRANSIENT HANDOVER FOR PERFORMING PACKET OFFLOADING 클러스터 08 base station 4~6 1. Information acquiring method and base station 2. HANDOVER PROCESSING METHOD AND BASE STATION 3. METHOD AND BASE STATION FOR INFORMATION ACQUISITION 클러스터 09 movable body 6 1. RECEIVING BODY AND ASSIST DEVICE FOR MOVABLE BODY HAVING RECEIVING BODY 2. MOVABLE BODY AND METHOD OF CONTROLLING MAXIMUM SPEED 클러스터 10 body portion 4~5 1. Switch structure, and chronograph mechanism and electronic timepiece using the same 2. Shelf assembly particularly suitable for wire grid rack systems having racks at fixed vertical spacings 180

189 전략제품현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여최종요소기술명확정 분류요소기술출처 설계 센서시스템 구동시스템 제어알고리즘 안전성검사 인체공학적로봇설계기술 신체안정성보장설계기술 착용편리성고려설계기술 전문가선정 전문가선정 전문가선정 의도파악을위한동작감지센서시스템전문가선정 사용자의근력측정기술 고정밀고효율구동장치설계기술 무저항구동장치구현을위한설계기술 사용자의도파악처리알고리즘 무저항구동을위한제어알고리즘 외부환경에강인한제어알고리즘 인체동역학반영알고리즘 전자방해잡음 (EMI) 에대한안전성검사기술 동작안전성및내구성검사기술 전문가선정 전문가선정 전문가선정 전문가선정 전문가선정 전문가선정 전문가선정 전문가선정 전문가선정 사용자훈련로봇적용후훈련기술전문가선정 상지착용형로봇기구 하지착용형로봇기구 파워어시스트운용과센싱및제어 신체외부장착 [ 근력보조로봇분야요소기술도출 ] 힘전달구조기술 기구메카니즘기술 센서기술 구조설계기술 기구메커니즘기술 센서기술 DB 구축기술 인체동작해석기술 알고리즘기술 센싱및제어기술 상체장착기구개발 하체장착기구개발 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 181

190 노인과장애인을위한근력보조로봇 (3) 핵심기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을고려하여평가 [ 근력보조로봇플랫폼및서비스분야핵심기술 ] 분류핵심기술개요 인체공학적로봇설계기술 인체구조를바탕으로사용자의착용성을고려해로봇을설계하는기술 설계 신체안정성보장설계기술 인체에해를가하지않도록로봇을설계하는기술 착용편리성고려설계기술 사용자스스로쉽게착용할수있도록착용성을고려해설계하는기술 센서시스템 의도파악을위한동작감지센서시스템 사용자의근력측정기술 기타센서를이용해사용자의의도파악을위한특정동작을감지하는기술 기타센서를이용해사용자의현재근력을실시간으로측정하는기술 구동시스템 고정밀고효율구동장치설계기술 높은정밀성과효율의출력을갖는구동장치를설계하는기술 제어알고리즘 무저항구동을위한제어알고리즘 사용자의의도적인동작을감지해방해를최소화하도록구동장치를제어하는알고리즘 182

191 전략제품현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 근력보조로봇기술로드맵 183

192 노인과장애인을위한근력보조로봇 나. 연구개발목표설정 [ 노인과장애인을위한근력보조로봇핵심기술연구목표 ] 분류핵심기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 인체공학적로봇설계 인체구조분석및설계기술 근력보조로봇설계 신체안정성보장설계 신체구조작동범위분석및안정성고려설계기술 선행기술조사및로봇설계 인체공학적및착용편리성을고려하며안정성보장설계기술개발 근력보조로봇구동기 근력보조로봇제어알고리즘 착용편리성고려설계 고정밀고효율구동장치설계 무저항구동을위한제어알고리즘개발 사용자스스로착용가능메커니즘개발 Series elastic actuator(sea) 를이용한힘제어기반구동기개발 정밀하고정확한족저압센서개발 고정밀고효율구동장치설계 제어알고리즘개발 근력측정및의도파악센서시스템개발 통합테스트베드설계및제작및실험을통한성능검증 고정밀고효율구동장치설계기술개발 무저항구동제어알고리즘개발 근력보조로봇센서 의도파악을위한동작감지센서시스템개발 사용자의근력측정센서시스템개발 비침습식바이오센서를이용한근력측정구조설계 되먹임제어를통한임피던스보상제어알고리즘개발 사용자의정확한의도파악감지및근력측정센서시스템기술개발 * 사용자연구 (User study) 를통해리커트 7 점척도로산출한정성평가점수의평균으로산출 184

193

194 전략제품 현황분석 스포츠 시뮬레이터 로봇

195

196 스포츠시뮬레이터로봇 정의및범위 스포츠시뮬레이터로봇이란스포츠활동의실제적인움직임을모사하는로봇으로, 실제스포츠환경의제약요인으로부터벗어나효과적인스포츠활동을가능하게하고실감나는가상의스포츠체험을제공하기위한소프트웨어와하드웨어기술을의미 스포츠시뮬레이터로봇기술은모션플랫폼기술, 플랫폼해석및제어기술, 실감재현콘텐츠기술, 사용자인터랙션기술, 스포츠교육및평가기술등을포함정부지원정책 스포츠산업은다양한산업과의높은연계성으로고부가가치의생산구조와서비스를실현하고새로운비즈니스기회를창출할것으로예상 문화체육관광부는스포츠비전 2018 발표하고, 경제를살리는스포츠의일환으로스포츠산업의잠재력을가시화하는정책시행 융복합을통한선진국모방형에서신시장선도형구조로전환하기위해 ICT 기술을접목한스포츠활동정보앱 기기개발과가상스포츠시뮬레이터개발지원 미래창조과학부는로봇기술과가상현실기술을결합한스포츠콘텐츠산업의발전을위해 ICT융합스포츠콘텐츠개발지원사업을시행하고 ICT융합스포츠체험관설치 미래창조과학부와문화체육관광부는스포츠융복합화정책방안마련을위해창조경제혁신센터와창조경제융합스포츠산업육성협의체구성 정부부처간협력을통한스포츠와가상현실기술의융복합과체험관구축, 평창올림픽계기로글로벌확산을위한정책지원중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 정부의적극적인연구개발지원 로봇에대해거부감없이받아들일수있는사회적환경조성기회 (Opportunity) 지능형서비스로봇분야에대한국가연구개발사업추진 웰빙, 삶의질향상추구등으로시장수요확대지속 약점 (Weakness) 선진국과의높은기술격차및열위한시장점유율 전문인력및개발비용이커서중소기업들이접근하기쉽지않은분야위협 (Threat) 글로벌기업이세계시장선점으로인한수출시장의초기진입애로 선진국가들과의높은기술격차로국내시장잠식우려 중소기업의시장대응전략 정부의정책적인연구지원만에시장성공의절대적요소 스포츠과학과 ICT 기술의융합을통한스포츠산업의활성화지원 기반기술, 응용기술확보, 실감스포츠시뮬레이터등고실감모션맞춤형서비스제공

197 핵심기술로드맵

198 스포츠 시뮬레이터 로봇 1. 개요 가. 정의 및 필요성 스포츠 시뮬레이터 로봇이란 스포츠 활동의 실제적인 움직임을 모사하는 로봇을 의미하며, 실 감나는 가상의 스포츠 체험을 제공하기 위한 소프트웨어와 하드웨어 기술을 의미함 스포츠 과학과 ICT 기술이 접목된 실감 스포츠 시뮬레이션 환경은 새로운 스포츠 산업 영역을 창 출할 것으로 예상 스포츠 종목에 대한 전문적인 교육 훈련 또는 운동 효과를 제공하거나 가상 환경에서 몰입감 높은 스포츠의 체험을 가능하게 함 스포츠 시뮬레이터 로봇 기술은 모션 플랫폼 기술, 플랫폼 해석 및 제어 기술, 실감 재현 콘텐츠 기술, 사용자 인터랙션 기술, 스포츠 교육 및 평가 기술 등을 포함 [ 스포츠 시뮬레이터 로봇 주요 기술 구성 ] 삶의 질의 향상과 건강에 대한 관심 확대로 스포츠 참여 인구의 증가 스포츠를 통한 체력 증진 및 삶의 질 향상 추구, 각종 문화 활동의 대중화에 따른 스포츠 참여 인 구의 증가 및 다양화 지리적 환경, 계절적 요인, 고가의 장비나 시설 등의 제약 요인을 극복할 수 있는 스포츠 시뮬레 이션 시스템의 요구 증대와 미래형 스포츠 문화 공간의 창출이 필요 실제 환경에서 익스트림 스포츠와 같이 상해 위험이 높은 스포츠를 가상의 시뮬레이션 환경을 통 해 안전하게 체험할 수 있는 소비 욕구 증대 전문 선수를 위한 고난도 기술 습득 및 과학적 트레이닝 플랫폼에 대한 필요성 증대 스포츠 과학과 ICT 기술의 융합을 통한 스포츠 산업의 활성화 몰입감 있는 스포츠 환경을 제공하고 능동적인 참여를 위해 재미를 유발하며 스포츠 과학적 모델 에 기반한 가상 스포츠 시뮬레이터 로봇 필요 190

199 전략제품현황분석 ICT와과학기술발전으로스포츠용품산업및서비스산업, 스포츠산업과관광, BT, NT 등다른산업과의결합을통하여스포츠산업의범위확대 네트워크를통해다른사용자와의경기나개인기록경쟁을가능하게하여스포츠몰입도를높이고지속적인흥미를제고 스포츠시뮬레이터로봇기술은센싱, 기구설계및제어, 콘텐츠등타분야와밀접하게연관되어있어파급효과가크고새로운비즈니스기회를창출할기회를확대할수있음 고실감모션제어및사용자맞춤형서비스로스포츠현장감최대화 단순모션의기구부모듈과저실감형가상현실시스템및전문콘텐츠부족으로인한한계성극복필요 실감형시뮬레이터로봇의핵심기술인정밀구동메커니즘및지능제어기술을바탕으로사용자의즐거움및건강증진을위해필요한모션생성을위한정밀메커니즘및제어기술 지속적인흥미유발및활동유지를위한사용자와스포츠시뮬레이터로봇간의인터랙션기술, 고품질의모션피드백및비주얼가시화기술필요 사용자개인별특성에맞는맞춤형서비스제공을위한인식기술이필요하며, 사용자의상태에적합한모션을제공하여사용자로하여금시뮬레이터와의감성적공감을이룰수있는기술포함 평창올림픽관심도제고및동계스포츠관련신시장개척 동계스포츠는경기의특성때문에하계스포츠나생활스포츠종목보다시간, 공간, 비용등의제약이많아실감스포츠시뮬레이터로봇에대한소비자의니즈증대예상 실내가족스포츠로발전할수있는종목을발굴하여동계스포츠시뮬레이터로봇을개발하고체험시설을통해평창올림픽에대한일반인들의관심과참여를유도하고스포츠관광인구확대 나. 범위 (1) 제품분류관점 스포츠시뮬레이터로봇은모션플랫폼, 플랫폼해석및제어, 실감재현콘텐츠, 사용자인터랙션, 스포츠교육및평가등에따라다양한기술로분류 모션플랫폼기술은스포츠특성에적합한모션베이스, 기구, 센서, 액추에이터등포함 플랫폼해석및제어기술은스포츠시뮬레이터기구해석, 구동, 제어기술등포함 실감재현콘텐츠기술은실감효과생성, 실감 / 가상 / 증강콘텐츠, 멀티타입디스플레이와비정형스크린실감표현지원기술등포함 사용자인터랙션기술은지능소프트웨어플랫폼으로복합상황인지, 사용자인식, 자세인식, 사용자인터페이스등을포함 191

200 스포츠시뮬레이터로봇 스포츠교육및평가기술은버추얼코칭, 스포츠전문데이터베이스, 생체신호기반상태분석, 운동효과측정및평가등포함 스포츠환경정보수집기술은스포츠주변환경구축, 환경정보수집, 위치인식, 유무선통신, 운동장비배치등포함 [ 제품분류관점기술범위 ] 전략제품제품분류관점세부기술 모션플랫폼 스포츠모션구현을위한다자유도모션플랫폼기구부기술 모션플랫폼용서보모션제어및실감모듈형하드웨어기술 플랫폼해석및제어 스포츠운동좌표계분석, 기구학해석, 동역학해석검증기술 시뮬레이션시각화, 동역학기반시뮬레이션제어기술 스포츠시뮬레이터로봇 실감재현콘텐츠 사용자인터랙션 스포츠시뮬레이터용실감재현장치, 실감렌더링기술 실감콘텐츠표현, 동역학피드백이펙트구현기술 복합상황인지기반사용자인터랙션기술 사용자인식, 사용자자세인식, 사용자인터페이스기술 교육및평가 버추얼코칭, 스포츠전문데이터베이스기술 생체신호기반사용자상태분석및운동효과측정 / 평가기술 환경정보수집 실시간고정밀위치인식및유무선통신기술 주변환경구축및인식, 운동장비배치기술 192

201 전략제품 현황분석 (2) 공급망 관점 스포츠 시뮬레이터 로봇 기술은 다양한 스포츠 종목에 적합한 스포츠 활동을 하는데 적용 가능 하며, 이러한 기술을 지원하기 위한 공급망 단계별로 구분 가능 스포츠 시뮬레이터 로봇 관련 스포츠 용품 및 장비에는 신체 신호 측정과 인체 동작 인식 등을 위 한 웨어러블 기기와 가상현실 시뮬레이션 용품, 시뮬레이션 센서 장치 등을 포함 스포츠 시뮬레이터 로봇 기구 및 시설에는 모션 플랫폼, 피트니스 및 트레드밀형 시뮬레이터, 자 전거, 승마, 스키, 스노우보드, 항공스포츠, 워터스포츠 등의 탑승형 스포츠 시뮬레이터 기구 및 시설 등을 포함 광의의 관점으로는 골프 시뮬레이터를 포함하여 야구, 축구, 농구, 하키, 테니스 시뮬레이터 등과 같은 스크린 중심의 스포츠 시뮬레이터도 포함할 수 있으나, 협의의 관점으로는 스포츠 시뮬레이 터 로봇은 모션 베이스 등의 모션 플랫폼을 갖춘 스포츠 시뮬레이션 시스템으로 국한 스포츠 시뮬레이터 로봇 소프트웨어에는 실감 콘텐츠, 물리 엔진, 저작도구, 스포츠 시뮬레이터 통 합 운용 소프트웨어 등을 포함하며, 맞춤형 체력관리, 스포츠 기술 학습, 버추얼 코칭과 관련한 어 플리케이션 프로그램과 모바일 앱 등을 포함 스포츠 시뮬레이터 로봇 응용 서비스에는 스포츠 교육, 스포츠 경기, 스포츠 정보 지원 등 스포츠 서비스와 관련하여 적용 가능한 기술과 부대 설비 기술 등을 포함 [ 공급망 관점 기술범위 ] 전략제품 공급망 관점 용품 및 장비 세부기술 웨어러블 기기(신체신호 측정, 인체동작 인식, 운동기능 학습 등) 가상현실 시뮬레이션 용품, 센서 장치, 데이터 기록 장비 등 모션 플랫폼(유압식, 공압식, 전기식 등) 기구 및 시설 스포츠 시뮬레이터 로봇 피트니스 및 트레드밀형 시뮬레이터 기구 탑승형 스포츠 시뮬레이터 기구 및 시설 실감 표현 소프트웨어, 콘텐츠 저작도구, 통합 운용 소프트웨어 소프트웨어 맞춤형 체력 관리, 스포츠 기술 학습 소프트웨어 스포츠 시뮬레이터 연동 앱 등 응용 서비스 스포츠 교육, 운동효과 평가, 스포츠 정보 지원 서비스 등 193

202 스포츠시뮬레이터로봇 2. 산업환경분석 가. 산업특징및구조 (1) 산업의특징 스포츠분야의전략적기술개발과글로벌경쟁력제고로고부가가치창출을위한중요한산업 스포츠산업은성장잠재력이높은산업으로서, 융복합을통한시너지효과창출로경제발전에기여할것으로기대 월드컵, 올림픽등각종국제스포츠이벤트유치및우수성적기록등스포츠강국으로서의성과에비해스포츠산업의경쟁력과산업적가치연계는미흡 세계최고의 ICT 인프라와기술력을스포츠산업에접목해미래성장산업으로발전시키고선진화된스포츠환경을구축하기위한전략수립이필요 스포츠시뮬레이터로봇은스포츠와다양한산업과의높은연계성으로새로운시장을창출 스포츠산업은제조업, 정보통신, 유통, 엔터테인먼트, 미디어등다양한산업과의연계성이높고, 신소재, 바이오, 나노등과학기술이적용된첨단제품과서비스개발을위한국가간경쟁치열 스포츠와첨단과학기술을바탕으로복합산업의특성을이용하여신시장개척과고용창출이가능하고, 미디어, 관광, 엔터테인먼트등의타산업과의융합으로새로운비즈니스기회창출 스포츠의대중화및경제적가치를높이고, 동종ㆍ이종간결합을통해새로운상품과영역을창출하고스포츠산업생태계기반조성 가상현실, 증강현실, 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷, 스마트웨어기술등최신기술을스포츠에적용하여새로운시장창출증대 고령화및여가시간증가에따라건강한삶을영위하기위한생활스포츠에서의활용도증가 국민소득의증가, 여가시간의증가와건강에대한관심이높아지면서생활스포츠참여율이증가하고그에따른스포츠활동관련소비도증가 생활스포츠참여율 ( 월 2~3회이상 ) 은 2008년 46.8% 에서 2015년 65.6% 로 1.4배증가하였고, 1인당연간스포츠활동관련소비지출의규모는 2008년 402,588원에서 2015년 605,208원으로 1.5배증가 ( 문화체육관광부, 2015 국민생활체육참여실태조사 ) 단순일회성흥미위주보다는지속적인참여를유도할수있는기술이필요하며, 사회적으로고령화문제가대두됨에따라생활스포츠참여를통한건강한삶유지요구 스포츠체험을통한다양한신체활동에따른경제적가치향상을이룰수있으며, 스포츠시뮬레이션지원을통해보다효율적으로직접또는간접적인스포츠경험으로삶의질향상 194

203 전략제품 현황분석 신제품과 신규 서비스 출시로 스포츠 산업의 외연 확장 스포츠 산업은 스포츠와 관련된 재화와 서비스를 통하여 부가가치를 창출하는 산업으로 스포츠 시 설업, 스포츠 용품업, 스포츠 서비스업으로 분류 우리나라 스포츠 산업 총 매출액은 2012년 56.3조원에서 2013년 59.9조원으로 약 6.5% 증가 하였고, 2013년 영업이익은 7.3조원으로 11.9%의 이익률을 나타내고 있으며, 매출액 중 스포츠 용품업의 운동 및 경기용품 소매업이 가장 많은 24.5%를 차지 (2014 스포츠 산업 백서) 스크린 스포츠, 스포츠 시뮬레이터 장치, 실감 스포츠 콘텐츠 등 기존 산업 분류에 포함되지 않는 신제품과 서비스 출시 정보화 및 지능화를 통한 경제적 가치 증가로 고성능 스포츠 용품 및 고품질 스포츠 서비스로의 파급 효과 기대 스포츠산업 중장기계획 수립과 중점 추진과제 채택 등 정부의 스포츠산업 지원 정책 확대 스포츠로 대한민국을 바꾸기 위한 네 가지 전략이 담긴 스포츠비전2018을 발표하고, 경제를 살리 는 스포츠의 일환으로 스포츠산업의 잠재력을 가시화하는 정책 시행 (문화체육관광부, ) * 자료: 문화체육관광부 ( [ 스포츠 산업에 대한 정부 정책 방향 ] 선진국 모방형에서 신시장 선도형 구조로 전환을 위해 국내 ICT 선진 기술을 접목한 스포츠 활동 정보 앱 기기 개발, 스포츠 정보 서비스, 10대 가상 스포츠 시뮬레이터 개발 지원 가상 스포츠 시장의 성공 모델인 골프존의 스크린 골프 부각 이후, 뚜렷한 후속 스포츠 콘텐츠 부 재로 가상스포츠 시장이 정체됨에 따라 10대 유망 가상 스포츠 종목을 선정, 체감형 스포츠 시뮬 레이터의 핵심기술 개발 지원으로 스포츠 ICT 기술벤처 시장 활성화 지원 195

204 스포츠시뮬레이터로봇 미래창조과학부와문화체육관광부는창조경제혁신센터, 관련기업과전문가등으로스포츠융복합화정책방안마련을위한창조경제융합스포츠산업육성협의체구성 (2016.8) 미래창조과학부는로봇기술과가상현실기술을결합한스포츠콘텐츠산업의발전을위해 ICT융합스포츠콘텐츠개발지원사업을시행하고 ICT융합스포츠체험관설치 (2016.9) 스포츠에대한관심확대와경기수준향상으로보다나은스포츠산업기술요구 스포츠산업은지속적으로규모가확대되고비중도점차증가하고있는추세이며, 스포츠산업의확대에따라보다스포츠이용에용이하고고실감의시뮬레이션및전문데이터처리기술요구 안전하고효율적인스포츠관련제품의기술개발을통하여스포츠산업활성화에기여할뿐만아니라스포츠시뮬레이터로봇을통해사용자맞춤형서비스와경기력향상기회제공가능 (2) 산업의구조 스포츠시뮬레이터로봇은전방산업으로전문 / 생활스포츠, 피트니스, 웰니스산업과같은전반적인스포츠산업등과연관관계이며, 후방산업으로는센서, 액추에이터, 구동, 제어, 유무선통신등과연관되어있는구조 전방산업인스포츠산업의성장에따라스포츠시뮬레이터로봇산업도활성화되고, 이에따라로봇을구성하는센서, 액추에이터, 디스플레이, 제어, 모델링등과같은후방산업의성장및투자효과기대 다양한전방산업과의연계성이있어교육, 유통, 게임, 미디어, 엔터테인먼트등타산업과의융 복합을통한글로벌기술경쟁력선점이요구되는산업 후방산업은 ICT 산업과연계되어스포츠산업의첨단화에기여할것으로예상되며, 지속적으로 수요가증가할것으로전망되는산업 [ 스포츠시뮬레이터로봇분야산업구조 ] 후방산업스포츠시뮬레이터로봇분야전방산업 센서, 액추에이터, 구동, 제어, 모델링, 유무선통신, 실감장치, 디스플레이, 콘텐츠, 상호작용, 데이터베이스, 데이터처리 스포츠시뮬레이션용품및장비, 스포츠시뮬레이터로봇기구및시설, 소프트웨어, 스포츠응용서비스 전문스포츠산업, 생활스포츠산업, 피트니스, 웰니스산업, 스포츠교육, 콘텐츠유통, 게임, 미디어, 엔터테인먼트산업등 196

205 전략제품현황분석 나. 경쟁환경 모션시뮬레이션플랫폼은하이드롤릭기반보다는액추에이터기반모션시뮬레이션의비중이훨씬크고, 앞으로도액추에이터기반이주력으로예상되며, 북미와유럽중심에서아시아태평양지역으로시장이확대되고있음 Bosch Rexroth, CAE(Canadian Aviation Electronics), Dassault Systems, Exponent, Human Solutions, Moog, SantosHuman, Siemens, Thoroughbred Technologies 등의업체가세계시장을주도하고있음 모션시뮬레이션플랫폼은국방및항공시뮬레이터모션플랫폼과가상훈련시스템을주력으로하고있지만엔터테인먼트, 헬스케어, 스포츠등다양한분야로확장되고있음 Infinadeck, Virtuix, Cyberith 등의업체에서좁은공간에서전방향으로이동가능한가상공간이동장비를출시함에따라이를기반으로하는다양한스포츠시뮬레이터로봇시스템의출현예상 스크린골프시뮬레이터의대중화에따라스크린야구, 스크린축구등다양한스포츠종목을대상으로하는스크린스포츠시장형성 스크린골프는 1990년대초미국, 독일, 일본등에서시뮬레이션기술을적용하면서시작되었지만, 1990년대후반부터 IT기술이접목되면서주목을받음 골프존을비롯한국내기업들이세계시장의점유율을높여가고있으며, 미국의 Aboutgolf, Fullswing 등이경쟁하고있음 최근에는야구, 축구, 농구, 하키, 테니스, 승마, 사격, 양궁등다양한종목으로스크린스포츠시뮬레이터가출시되고있으며업체간의선점경쟁점화 스포츠시뮬레이터를개발하는전문중소기업중심의시장형성과익스트림스포츠시뮬레이터개발경쟁 승마시뮬레이터는영국 Racewood사에서관련지적재산권을확보하고승마훈련에적합한다양한시뮬레이터제품군을출시하며시장을형성하였으나, 최근에는국내의승마시뮬레이터전문업체들이앞선기술력을바탕으로시장경쟁 소수매니아층만체험할수있던패러글라이딩, 레이싱, 산악바이크등의익스트림스포츠에대한수요증가로가상현실기반으로한익스트림스포츠시뮬레이터기술개발진행 실감스포츠콘텐츠, 스포츠인터랙션, 스포츠교육및평가등스포츠시뮬레이터로봇시장의활성화를위한관련기술개발필요 스포츠콘텐츠개발은 Unity와 Unreal이주로사용되고있으며, 국내업체의기반기술수준은취약한반면콘텐츠제작은글로벌기술경쟁력을보유 구글, 페이스북, 애플, 삼성, 소니등세계선진기업을중심으로실감콘텐츠공급을위한유통 197

206 스포츠시뮬레이터로봇 및서비스인프라구축과생태계플랫폼경쟁확대 스포츠인터랙션, 스포츠교육및평가관련분야도산학연협력을통한기술개발과중소기업의 참여확대방안마련등을통해시장활성화필요 [ 제품분류별경쟁자 ] 구분 경쟁환경 기술분류모션플랫폼실감콘텐츠인터랙션교육 / 평가관련용품 / 장비 주요품목및기술 모션베이스, 액추에이터, 센서, 제어, 조작, 구동및이동장치, 운동부하조정, 기구학 / 동역학해석 / 검증, 시뮬레이션시각화 실감 / 가상 / 증강콘텐츠, 렌더링, 프로젝션, 물리엔진, 저작도구, 리얼타임엔진, 실감재현장치, 오감효과생성, 콘텐츠제작, 실감소프트웨어 스포츠 / 사용자영상 / 음성인식, 신원 / 감성 / 자세 / 위치 / 상황인식, 센서정보융합, 운동감각표현, 맞춤형서비스, 상호작용인터페이스 생체정보측정처리, 운동기능학습, 스포츠활동모니터링, 스포츠 DB, 코칭소프트웨어, 데이터분석, 체력관리, 스포츠도구평가 / 검증 가상 / 증강현실장치, 웨어러블기기, 센서장치, 디스플레이, 데이터기록장비, 유무선통신, 스포츠환경정보수집및인식 해외기업 Bosch, Festo, CAE, Moog, Siemens, Cruden, Gilderfluke, XSimulator, Racewood, Cyculus, Infinadeck, Virtuix, Cyberith Matterport, Jaunt, EA, Crytek, Unity, Epic Games, Focaltron, AboutGolf, Nvidia, Trinigy Visual Sports, PowerAlley Interactive, GestureTek, Google, Apple, Microsoft, Intel, Viewdle, NeuroSky IBM, SAP, Sensatex, Sports motion, Omron, Polar, Nike, Adidas, RedLake, Codamotion, Nielsen Sports Microsoft, Apple, Richo, Facebook, HTC, Sony, Nokia, Gopro, InvenSense, Intel, Xsens, CyberGlove, Triax, K-vest 국내기업 모션디바이스, 피엔아이시스템, 도담시스템즈, 이노시뮬레이션, 기마로보, SM 로보틱스, 유도스타자동화, 시뮬라인, 썬에어로시스 CJ CGV, KT, 골프존, 알바트로스, 엑스골프, 라우드, 매크로그래프, 베레스트 스포츠코드코리아, 비솔, 일리시스, 다트피쉬코리아, 삼성전자, 보이스웨어, 셀바스에이아이 인바디, 비트컴퓨터, 유비케어, 모션테크놀로지, 스페이스일루젼, 에스씨미디어 삼성전자, LG 전자, 엠씨넥스, 한국미디어테크, LG 유플러스, SKT, 피코스넷, 세영정보통신, 이공이비피엠 198

207 전략제품현황분석 다. 전후방산업환경 후방산업인장치, 부품산업은글로벌 ICT 제조기술력과인프라, 첨단제품에부품을공급한기술력과생산기반을갖춘국내업체에게기회가될수있으나초기투자에대한위험부담이있어전략적육성이필요 스포츠시뮬레이터로봇분야는시장규모에비해높은기술수준이요구되어일부전문중소기업에서개발에참여하고있으나초기투자에대한비용부담으로후방산업관련부품기술개발을기피하고해외의존도가심화되고있어미래가치확보를위한노력필요 스포츠시뮬레이터로봇모션의정밀한시뮬레이션을위한구동및제어기술과스포츠종목의운동좌표계를분석하고기구학을해석하며동역학을이용하여해석결과를사전검증하고시뮬레이션가시화를통해효율적인제어를위한지원기술필요 후방산업인디스플레이, 실감장치, 콘텐츠, 데이터베이스, 상호작용등의분야와도유기적인연계가중요하며, 시스템통합및제품화를위한적극적인투자도필요 스포츠산업은타부문에비해부가가치유발계수와고용유발계수가높고경제적파급효과가큰산업이나국내업체의영세성으로인해생산성이낮고시장경쟁력은미흡하므로이에대한대응전략이필요하고, 신기술융합을통한트렌드변화에대처할수있는여건조성필요 가상현실, 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷등신기술출현으로인한후방산업의확대에대한적절한대응과세계최고의 ICT 인프라와기술력을스포츠산업에접목해새로운시장을선점하기위한전략수립필요 전방산업인피트니스, 웰니스, 교육, 유통, 관광, 게임, 미디어, 엔터테인먼트등의산업과융복합을통해스포츠시뮬레이터로봇산업뿐만아니라스포츠산업의글로벌육성기회 199

208 스포츠시뮬레이터로봇 3. 시장환경분석 가. 세계시장 스포츠시뮬레이터로봇기술은스포츠과학과 ICT 기술의융복합을통해새로운시장을창출 하고관련요소기술의시장도확대될것으로전망되며, 스포츠산업은제조업, 정보통신, 유 통, 엔터테인먼트, 미디어등다양한산업과의연계성이높아수요의정확한예측은어려움 스포츠시뮬레이터로봇분야의세계시장규모는 2015년 18.9억달러규모로추산되며 2020 년 30.2억달러규모로연평균 9.8% 성장할것으로전망 스포츠시뮬레이터로봇시장규모현황과전망에서는골프시뮬레이터와같은모션플랫폼이없는스크린스포츠시장은제외하고예측함 [ 스포츠시뮬레이터로봇분야의세계시장규모및전망 ] 구분 ( 단위 : 백만달러, %) CAGR ('13~'15) 세계시장 1,889 2,084 2,291 2,493 2,747 3, * 자료 : MarketsandMarkets(2015) Service Robotics Market - Analysis & Forecast to 2020, MarketsandMarkets(2015) Motion Simulation Market Forecast to 2020, Frost&Sullivan(2016) Global Outlook for the Healthcare Industry, KEIT PD Issue Report ( ), 디지털콘텐츠산업분석자료, Transparency Market Research 자료로추정계상 스포츠시뮬레이터로봇모션플랫폼시장규모의전망을위해서비스로봇시장규모와모션시뮬레이션시장규모로살펴보면, 서비스로봇에대한사회적요구가다양해짐에따라서비스로봇의시장도확대되고있고, 국방수요가중심이되고있는모션플랫폼은스포츠를포함하여제조, 교육, 의료등전방위로확산되면서시장이확대될전망 세계서비스로봇시장규모는 2015년 81억달러에서연평균 17.36% 증가율을보이며 2020년에는 180억달러로성장예상 (MarketsandMarkets, ) 세계모션시뮬레이션시장규모 (Automotive, Defense, Entertainment, Healthcare, Mining, R&D, Sports, and Textile 모두포함 ) 는 2015년 326.4억달러에서연평균 6.97% 씩증가해 2020년에 457.2억달러에도달할것으로전망 (MarketsandMarkets, ) 200

209 전략제품 현황분석 * 자료: Press Releases, Investor Relation Presentations, Annual Reports, Expert Interviews, and MarketsandMarkets Analysis [ 모션 시뮬레이션 세계시장 현황 및 전망 ] 모션 시뮬레이션 시장 점유율은 북미가 가장 많은 56%의 점유율을 보이고 있고(2014년), 이는 2015년에서 2020년 사이 연평균 5.50%씩 증가할 것으로 전망 아시아-태평양 시장과 기타 세계 시장(Rest of World)에서는 2015년에서 2020년 사이 휴먼 모 션 시뮬레이션이 각각 연평균 11.73%, 11.24%씩 증가할 것으로 전망 스포츠 분야의 휴먼 모션 시뮬레이션 시장은 2014년 북미와 유럽의 비중이 매우 크고 2015년부 터 2020년까지 연평균 11.79%와 11.84% 증가할 것으로 전망되나, 아시아 태평양 지역과 나머 지 지역에서 13.4%와 14%로 더 높은 성장률을 보일 것으로 전망 [ 스포츠 분야 휴먼 모션 시뮬레이션 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 백만 달러, %) 지역구분 CAGR ('15~'20) North America Europe Asia-Pacific Rest of the World Total * 자료: Press Releases, Investor Relation Presentations, Annual Reports, Expert Interviews, and MarketsandMarkets Analysis 가상 시뮬레이션 시장에서 가장 큰 비중을 차지하고 있는 항공 시뮬레이터와 밀리터리 시뮬레 이터 시장은 고비용, 고위험의 훈련을 안전하고 경제적이며 효과적으로 대체할 수 있다는 장점 으로 인해 지속적으로 성장 세계 항공 시뮬레이터 시장은 2016년 61.8억 달러에서 2021년 75.4억 달러로 연평균 4.1%씩 증가할 전망 (MarketsandMarkets, ) 밀리터리 시뮬레이션과 가상 훈련 시장은 2016년 133억 달러에서 2026년 177억 달러로 연평균 2.9%씩 증가할 전망 (Strategic Defence Intelligence, ) 201

210 스포츠시뮬레이터로봇 항공시뮬레이터는전체밀리터리시뮬레이션시장의 59% 를차지해 78.5 억달러일것으로예측 밀리터리시뮬레이션시장은북미에서 36.4% 를차지해가장많은점유율을보이며, 유럽과아시 아 - 태평양시장이각각 25.4%, 25.2% 를차지 가상현실시장과콘텐츠시장은국방, 제조, 미디어, 교육, 스포츠등의다양한분야로확대되고있어스포츠산업과관련한스포츠시뮬레이터로봇실감재현콘텐츠, 상호작용, 응용서비스기술시장도빠르게성장할것으로전망 가상현실세계시장은 2016년 22억달러에서 2025년 800억달러규모로성장전망 (Goldman Sachs, 2016) 세계가상현실게임소프트웨어시장은 2015년 12.6억달러에서 2020년 36.2억달러로연평균 23.6% 증가할전망 (Transparency Market Research) 세계디지털콘텐츠시장은가상현실과증강현실시장규모를합하여 2014년 963억달러에서 2020년 1,540억달러규모로성장할것으로전망 ( 소프트웨어정책연구소, 2015) 세계스포츠산업규모는 2014년기준 1조 5,000억달러 ( 약 1,580조원 ) 로추정되고있으며, 국가별로살펴보면스포츠산업의범위차이가있지만, 미국의스포츠산업규모는 2014년기준으로 4,850억달러 ( 약 511조원 ), 독일이 2010년기준 466.8억유로 ( 약 71조 5,646억원 ), 일본이 2012년기준 11조 4,085억엔 ( 약 140.9조원 ) 으로추정 ( 문화체육관광부 ) 202

211 전략제품 현황분석 나. 국내시장 국내 스포츠 시뮬레이터 로봇 시장규모는 2015년 기준 183.3억 원으로 추산되며, 연평균 성장률은 12.3%로 국내 시장의 고성장을 유지하여 2020년에는 327.9억 원 규모의 시장으로 성장할 것으로 전망 국내 스크린 스포츠 시장규모는 2013년 1.5조원, 2014년 2.5조원 수준을 형성하고 있고, 2017 년에는 5조원 규모로 성장할 것으로 전망(문화체육관광부)되나, 스크린 스포츠 시장규모의 절대적 인 비중을 스크린 골프 시장이 차지 스포츠 시뮬레이터 로봇 시장규모 현황과 전망에서는 골프 시뮬레이터와 같은 모션 플랫폼이 없는 스크린 스포츠 시장은 제외하고 예측함 [ 스포츠 시뮬레이터 로봇 분야의 국내 시장규모 및 전망 ] (단위 : 억 원, %) 구분 국내시장 CAGR ('13~'15) 12.3 * 자료: MarketsandMarkets(2015) Service Robotics Market - Analysis & Forecast to 2020, MarketsandMarkets(2015) Motion Simulation Market Forecast to 2020, Frost&Sullivan(2016) Global Outlook for the Healthcare Industry, KEIT PD Issue Report ( ), 디지털콘텐츠 산업 분석 자료, Transparency Market Research 자료로 추정 계상 국내 모션 플랫폼 시장도 국방 시뮬레이터와 항공 시뮬레이터 중심으로 시장이 형성되고 있으 나 스포츠 시뮬레이터에 대한 수요도 점차 증가할 것으로 전망 국내 서비스 로봇 시장 규모는 2015년 1.51억 달러(1,782억 원)에서 연평균 17.92% 증가율을 보이며 2020년에는 3.45억 달러(4,071억 원)로 성장 예상 (MarketsandMarkets, ) 국내 가상훈련시스템 시장 규모는 2013년 2,753억 원, 2015년 2,939억 원 규모에서 2022년 4,133억 원으로 확대될 것으로 전망 (KEIT PD Issue Report, ) 국내 가상현실 및 콘텐츠 시장은 몰입형 가상현실을 중심으로 저변을 확대할 것으로 예상되며 킬러 앱이 될 수 있는 스포츠 콘텐츠에 대한 수요도 증가할 것으로 전망 2016년 피트니스 웨어러블 기기 출하량이 약 9천만대에 달하고, 2017년 국내 스포츠 콘텐츠 시 장은 약 5조원으로 성장할 것으로 전망 (미래창조과학부) 국내 시뮬레이션 기반 콘텐츠 시장은 2015년 3,621억 원 규모에서 2017년 4,752억 원 규모로 증가할 것으로 전망 (디지털콘텐츠산업 실태조사, ) 스포츠산업 실태조사 결과에 의하면, 국내 스포츠산업 규모는 매출액 기준 2013년 40조 7,690억 원으로 2012년 38조 6,910억 원과 비교할 때 5.37% 증가하였으며, 국내총생산 203

212 스포츠시뮬레이터로봇 (GDP) 대비 2.85% 를차지하는것으로추정 ( 문화체육관광부 ) 다. 무역현황 스포츠시뮬레이터로봇또는스포츠시뮬레이터라는품목으로수출입통계가집계되지않아무역현황을분석하는데한계가있어수출품목중골프시뮬레이터가포함되는무역코드 (HSK ) 의무역현황을살펴보았으며, 수출량에비하여수입량이증가하는추세 수출현황은 11년 1,199.3만달러에서 15년 1,003.5만달러수준으로감소하였으며, 수입현황은 11년 513.2만달러에서 15년 798.9만달러수준으로증가하여무역수지흑자폭이감소 최근 5년 ( 11~ 15년) 간연평균성장률을살펴보면수출금액은 -4.36% 로감소하였으며, 수입금액은 11.7% 로증가하여전체무역수지는 -26.1% 감소한것으로나타남 무역특화지수는 11년(0.40) 부터 15년(0.11) 까지감소한것으로나타나수출특화상태가약화되고있으며국내기업의수출량도감소되고있는것으로나타났으며, 국내의골프시뮬레이터제품의해외시장진출이정체되고있는것으로분석 새로운실감스포츠시뮬레이터기술의개발을통해신시장을개척하고스포츠산업과타산업의융복합을통한사업영역의확장이필요함 [ 스포츠시뮬레이터로봇관련무역현황 ] 구분 ( 단위 : 천달러, %) CAGR ('11~'15) 수출금액 11,993 10,231 10,651 10,311 10, % 수입금액 5,132 4,381 4,992 7,057 7, % 무역수지 6,861 5,850 5,659 3,254 2,046 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 204

213 전략제품현황분석 4. 기술환경분석 가. 기술개발트렌드 실제스포츠움직임에가까운실감구현 단순한움직임과반응력을시뮬레이션하는모션플랫폼에서모션의정밀도를높이기위해다자유도방식과전기식액추에이터기반의모션플랫폼확대 고출력, 부드러운움직임, 일정압력유지용이, 단전에대한안전등의장점을가진하이드롤릭기반모션플랫폼은고가의초기설치비용, 오일누유및유출등의환경문제, 유지보수비용문제로인한단점으로인해시장정체 전기식액추에이터방식은에너지효율성이좋고유지보수비용과인프라구축비용이상대적으로저렴하고소프트웨어기반의제어가용이하기때문에시장이확대되고있으며, 갑작스런전원공급중단에대한대응과고장에대한안전보장기술적용필요 단축또는 2~3축의움직임을표현하는모션플랫폼에서정밀한모션의제어가가능한 6자유도모션플랫폼이주력으로개발되고있으며, 실감자유도를표현하기위한더많은자유도를가지는스포츠시뮬레이터로봇이나새로운유형의모션플랫폼에대한기술개발도진행 스포츠종목별특화된모션플랫폼을적용하거나공통플랫폼을이용하여다양한스포츠종목을커버하기위한기술개발노력 사이클, 승마, 요트, 스키, 스노보드, 봅슬레이등과패러글라이딩, 레이싱, 산악바이크와같은익스트림스포츠의각스포츠종목에적합한스포츠시뮬레이터모션플랫폼개발 범용의다자유도모션플랫폼을베이스로하고교환식스포츠기구부모듈을교체하여다수의스포츠종목을하나의공통플랫폼을이용하여확장가능한방식의기술개발 좁은공간에서전후좌우로이동할수있도록하는옴니트레드밀과버툭스옴니, 앉기, 엎드리기, 점프동작까지가능한버추얼라이저와같은가상공간이동용모션플랫폼이개발되면서이에적합한스포츠종목에적용예상 스포츠시뮬레이터로봇모션플랫폼과실감스포츠콘텐츠의접목뿐만아니라몰입환경을극대화하기위한다양한실감효과를재현하기위한장치와신기술도입 사용자의스포츠환경몰입도향상을위한스포츠콘텐츠의고실감표현노력과모션플랫폼과의자연스러운피드백연동을통한실감효과극대화 균형, 경사, 속도등의각종운동감각표현과시각, 청각, 후각, 촉각, 평형감각등의오감제시를위한실감환경효과발생장치의통합전장부와오감효과생성시스템기술개발 205

214 스포츠시뮬레이터로봇 최신 ICT 기술과의접목및다양한산업과의연계 가상현실, 증강현실, 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷, 스마트웨어기술등최신 ICT 기술을적용하여새로운시장창출가능 가상현실, 증강현실기술의개화로이를적용한스포츠시뮬레이터로봇시스템의개발필요. 이러한기술을활용한시뮬레이터제어와인터랙션이중요한화두로거론 저발열, 저전력, 초소형모바일컴퓨팅기술의발전과근접통신기술과각종센서기술의발달로웨어러블장치기술과의접목시도를통한신시장창출 가상현실플랫폼주도권확보를위한글로벌기업들의가상현실플랫폼생태계확대 가상현실시장을새롭게연오큘러스는 PC기반의고품질가상현실플랫폼으로강력한영향력을발휘하고있고, 소니는안정적인독자게임생태계를보유를기반으로플레이스테이션 VR을출시 PC기반의페이스북 ( 오큘러스 ) 과 HTC를비롯하여, 모바일기반의삼성전자와 LG전자등이가상현실디바이스경쟁과더불어실감형콘텐츠개발에박차 스포츠관련가상현실기술개발은아직스크린스포츠수준에머물러있고가상현실디바이스에적용할스포츠콘텐츠도부족하지만가능성은무궁무진 사용자인터랙션강화및맞춤형서비스제공 스포츠시뮬레이터로봇분야에서도사용자중심및사용자친화적인제품이나서비스가시장을주도할것으로예상되며이와관련한사용자인터랙션기술의강화 인간의다양한감각을자유롭게이용하려는욕구가커지면서기존의기계에인간을맞추려는시스템에서기계를인간에맞추려는기술및제품개발로의변화시도 터치가아닌다른방식의인터랙션인터페이스의필요성이높아지면서모션인식기술에주목하고있고, 주로영상인식 / 분석기술에기반하고있으나다른형태로구현될가능성도제기 스포츠시뮬레이터로봇환경에서사용자맞춤형운동관리와맞춤형트레이닝등의스포츠응용서비스기술제공을통한활성화기대 웨어러블기기를이용하여칼로리소모량, 운동시간, 운동거리, 걸음횟수등의운동량을측정하거나실시간음성코치를지원하는개인러닝트레이닝시스템출시 스포츠시뮬레이터로봇환경에서사용자신원, 성별, 연령, 위치, 행동및감성상태등복합적인상황정보를인지하여개별맞춤형서비스를제공하는기술개발진행 206

215 전략제품현황분석 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 모션플랫폼은국방, 산업용에서스포츠, 엔터테인먼트분야로확대되고있으며, 단순한움직임과반응력을모사하는플랫폼에서모션의자유도와정밀도를높이고가상현실기술과의접목을통해사실감을증가하는방향으로기술개발 Bosch Rexroth는전기구동방식의 3자유도및 6자유도모션플랫폼을출시, 캐빈시뮬레이션과비행시뮬레이션등에적용 Cruden은모터스포츠용시뮬레이터인 Hexatech 개발하였으며, 병렬형스튜어트플랫폼을이용하여 6자유도를구현하고스티어링피드백시스템적용 Gilderfluke는작지만효율성이높은 6축공압방식모션플랫폼을출시하였으며, 지면으로부터 60cm 이하로작고가볍고움직임도빠르며충분한구동력을발휘 Skytec Interative는스노보드와스키시뮬레이터인 The Real Alpine-Carving Training Machines 개발하였고, 대형슬라이딩시스템과대형화면을사용해실감콘텐츠를제공 Racewood는 Dressage Simulator, The Ridemaster, The Riding Simulator, Walk & Trotting Simulator, Cantering Simulator 등의다양한승마시뮬레이터제품을판매 공압구동장치를이용한보트시뮬레이터인 VSail Trainer를호주에서개발하였고, 다양한실제코스와바람상태의콘텐츠를제공하며, 돛과방향키를조작함으로서조종가능 VR 바이크시뮬레이터 Cyculus는바퀴는없고페달만있는데, 오큘러스 HMD를머리에쓰고 3D 로만든가상의산악지형을달리는실제같은경험을전달 Infinadeck의옴니트레드밀은전후좌우로걸을수있도록만든장치로좁은공간에서실제처럼이동할수있으며, 유사가상공간이동장비로 Virtuix의 Omni, Cyberith의 Virtualizer 등이있음 가상현실시뮬레이션용품, 센서장치, 데이터기록장비와웨어러블기기는미국과유럽이시장을리드하고있으며, 가상, 증강, 실감기술이부상하면서관련기술개발도활발 가상현실구현디바이스와관련하여 Facebook은 Oculus Rift 상용버전출시, Google은 Magic Leap에투자하고 VR플랫폼 DayDream 발표, Sony는 PS4용 PSVR 발표, Microsoft는홀로렌즈개발자버전을공급하고윈도우10에서홀로렌즈지원예정 Ricoh에서는실시간 360도영상스티칭이가능한저가형카메라출시, Nokia, Gopro 등에서는전문가용고품질의카메라출시로실사 VR 콘텐츠제작접근성향상중 Xsens는관성센서를이용한모션캡처솔루션 MVN을개발. 카메라없이모션캡처가가능하며, 모션캡처데이터를기록하고분석하기위한 MVN Studio 소프트웨어제공 CyberGlove Systems는데이터글로브제품군을제공하고, 손을이용한역감장치, 실시간충돌감지, 진동, 충격, 펄스등의피드백효과를제공하는 VirtualHand SDK 개발 Microsoft의 Kinect는별도의게임컨트롤러없이 Xbox를제어하고상호작용가능하게하는장 207

216 스포츠시뮬레이터로봇 치로, 카메라모듈이장착되어모션캡처로사용자의동작을인식 Triax Technologies의 SIM(Smart Impact Monitor) 센서는헤드밴드나스컬캡에내장할수있는웨어러블센서로스포츠선수의머리에가해지는충격의강도와빈도를기록할수있음 미국 K-vest에서는무선모션측정센서가내장된조끼형태의착용형시스템 K-vest, K-trainer, K-health 개발, 트레이너및물리치료사가사용자의모션을정량적으로관찰하고이를토대로피드백을제공하도록함 실감스포츠콘텐츠, 실감렌더링, 실시간콘텐츠환경을위한리얼타임엔진에대한기술개발이지속적으로이루어지고있고, 컴퓨터그래픽이나 3D 영상처리기술등이접목되고있으며, 개발플랫폼으로는 Unity와 Unreal이폭넓게활용됨 Matterport는 3D 센서를탑재한카메라를판매하고, 이장비로촬영한 360도사진이나영상을가상현실장치나 PC에서재현하는소프트웨어제공 Jaunt는실시간으로실사가상현실콘텐츠를제작하는회사로, 가상현실촬영을위한카메라로영화와같은수준높은콘텐츠제작을목표로함 EA의 Frostbite 엔진은모던워페어의게임에서극사실렌더링엔진으로, 광원효과및대량의데이터최적화에따라단순게임의비주얼을넘어서영화에사용할수있는수준에도달 Crytek의 CryEngine은 Frostbite 엔진과대등한기술로평가받는기술로, 외부의광원효과및자연물에처리에강점이있음 Epic Games는게임엔진인 Unreal 4를공개하였는데, 모바일게임에서부터블록버스터급콘솔과가상현실에이르기까지자연스러운움직임및외형을구현 스포츠시뮬레이터모듈과사용자와의상호작용을위해필요한사용자검출, 신원인식, 감성인식, 다중센서융합, 복합상황인식, 자세인식등의연구개발이진행되고있으며, 고속카메라를이용한스포츠영상분석기술도주목받고있음 ETH Zurich는거리센서정보와영상데이터를결합한사람검출및추적시스템을개발. 그래프기반방법으로데이터를클러스터링하고영상특징을이용해사람을검출하고추적 Japan Science Technology는연구용로봇을제작하고음원방향인식기능을탑재하여마이크배열을통해들어온소리를이용하여사용자를추적 Visual Sports는고속머신비전카메라 MicroSight를이용하여매초 2,000장의사진을분석해회전체의정확한궤적, 방향및속도를계산 PowerAlley Interactive는사용자가던진야구공의속도와방향을인식하여볼, 스트라이크, 히트를판정하고실제메이저리그의타석모습을비디오로디스플레이해사실감을높임 MIT AI Lab에서는 Oxygen 프로젝트를통해모바일장치및카메라, 마이크, 디스플레이, 스피커, 레이더등을이용하여사람의움직임과행동을검출및인식하는연구를수행 208

217 전략제품현황분석 스포츠교육및평가와관련하여신체신호측정, 인체동작인식, 운동기능학습관련장치와분석기술이다수출시되고있으며, 빅데이터기반스포츠분석솔루션도주목받는기술임 IBM은 Watson의스포츠분야진출을위해 Triax Technologies, Spare5, 113 Industries사와전략적제휴를발표. 운동선수의역량을높이거나팬들의경험을재정의하는데활용 Sensatex의 SmartShirt와 VivoMetrics의 VivoChampion 등은라이프셔츠기술로생체역학적인인체의움직임과생리적신호를측정하고분석하여시각화하고모니터링하여사용자의상태체크 미국의 Sports motion은촬영영상으로부터모션의각도, 거리, 속도등을측정하고이를선수동영상등의데이터베이스와비교하는코칭소프트웨어 Pro-trainer motion analysis software 개발 Omron은세계최초의탁구코치로봇을개발하여 2014년부터탁구코치로봇을선보이고있으며, 2016년 CEATEC JAPAN에서인공지능을탑재한 3세대모델 Forpheus를전시 SAP 등은스포츠분야의빅데이터분석솔루션개발에적극나서고있음. SAP는인메모리데이터베이스 HANA를이용하여스포츠데이터의빠른처리에활용 (2) 국내업체동향 국내시뮬레이터모션플랫폼은고가의외산개발도구나시스템에대한의존도가높은편이며, 항공기, 차량, 국방등의연구용시뮬레이터들이주를이루고있지만, 일부기업에서스포츠시뮬레이션을위한모션플랫폼개발이이루어지고있음 국내시뮬레이터업체들은입체영화관용 4D 모션시뮬레이터를제품화하였고, 전후좌우움직임과뒤틀림을제공하고진동, 바람, 향기효과연출도가능 자전거, 승마등의스포츠에서단순반복적인모션에의존한기구에단조로움을극복하고엔터테인먼트요소를가미한시뮬레이터제품이개발되고있음 승마시뮬레이터는기마로보의 ELMA, 홍진레포츠의 HHRS승마, SM로보틱스의탑홀스, 유성의웰마, 인퍼니의다크호스, 대원포티스등에서제품출시 요트시뮬레이터는모션플랫폼을기반으로딩기요트를체험할수있는시뮬레이터로유도스타자동화등에서개발 스노보드시뮬레이터는실제보드처럼생긴발판위에올라탄뒤가상현실 HMD를이용하여설원을체험할수있도록하는장치로한국플라잉피쉬등에서개발 바이크시뮬레이터, 레이싱시뮬레이터, 스카이어트랙션등과같은익스트림스포츠를경험할수있는시뮬레이터도지오아이티, 모션디바이스, 피엔아이시스템등에서개발 국방, 자동차, 철도등의가상훈련을위한모션플랫폼을도담시스템즈, 이노시뮬레이션등의업체에서개발중 국내에서도가상현실시뮬레이션용품및웨어러블기기등과관련하여기술개발에참여하고 있으나미국이나유럽의선진기업에비해기술격차가큰편임 209

218 스포츠시뮬레이터로봇 삼성전자와 LG전자의 HMD와기반디스플레이기술이글로벌시장경쟁력을확보하고있으므로, 디스플레이및 HMD 등을중심으로국내우수한디바이스기술력과강소소프트웨어및솔루션기업간협업을통해글로벌경쟁력확보필요 생체신호를이용하여사람의감정상태, 스트레스, 주의집중도, 심신안정도, 정신적작업량등의정신적상태를측정하고조절하는데도움이되는웨어러블디바이스개발진행중 가상현실산업육성을위해정부에서는 2018년평창동계올림픽종목가상체험을위한 VR 게임콘텐츠제작지원및체험관구축진행 실감콘텐츠, 실감렌더링, 리얼타임엔진등의기반기술력은취약하고핵심저작도구의해외의존도는높으나, 글로벌수준의콘텐츠개발과 ICT 제조경쟁력을보유하고있음. 또한스크린골프시장은대중화되었고, 스크린야구등의타종목스크린스포츠시장도형성되고있음 국내문화와한류콘텐츠는세계적으로각광받고있으나, 스포츠융합서비스콘텐츠는아직부족하므로, 문화, 한류와가상현실기술을결합한다양한콘텐츠개발시도 3D와증강현실저작도구기술을보유하고있으나범용적활용은미미한수준으로자체저작도구이용 VR제작역량이취약한반면, 부분적으로 Unity와 Unreal 플러그인형태의기술력보유 MWC 2016 행사에서는 KT의 VR 스키점프와봅슬레이등동계올림픽을활용한가상현실콘텐츠를선보여주목을받음 골프공의초기속도, 탄도각, 방향을측정하고, 가상현실기술을접목한스크린골프시뮬레이션시스템을골프존, 알바트로스, 엑스골프등에서개발하여대중화시킴 스포츠시뮬레이터로봇인터랙션은사용자의몰입도를높이고자연스러운상호작용을위해필요한기술로부각되고있으며, 국내의여러연구기관에서기반기술에대한연구진행 한국전자통신연구원에서는사용자의복합적인상황정보를인지하여사용자맞춤형서비스를제공하고스포츠시뮬레이터환경에최적화된인식기술을제공하는스포츠시뮬레이터사용자맞춤형서비스용단위인식기술을개발 한국과학기술연구원은감성중심의상호작용을위한로봇플랫폼을개발하고, 터치와음성으로부터지각정보와상황정보를융합하여감정을표현하는기능을개발 서울대학교는다중감각통합기능과감정 / 정서 / 인지활동연구, 다양한감각정보들이통합되는양상과그에따른상호작용의발생등인간행동과관련된다양한분야에걸쳐연구진행 한국과학기술원은인간-로봇상호작용핵심연구센터를통해로봇의감성인지및표현과인터랙션에관련된다수의연구수행 신체신호측정, 인체동작인식, 운동기능학습관련장치와분석등을포함하여스포츠교육및평가와관련한기술개발도진행 다양한센서를사용하여개인의체력, 나이등의생체정보, 환경정보와같은사용자상황정보 210

219 전략제품현황분석 를수집하여인식하고운동효과를분석하는시스템개발이진행됨 모션테크놀로지의 Visual3D 소프트웨어는측정한데이터를이용하여 3차원동작분석을수행하는소프트웨어로정확한운동학과동역학분석을요구하는 3차원생체역학적동작분석가능 스페이스일루젼의모션캡쳐소프트웨어는연기자의복잡한동작을모션캡처하면서데이터화를최소화해정밀도를높여주는소프트웨어를개발 211

220 스포츠시뮬레이터로봇 다. 기술인프라현황 주요정부부처에서는대학및연구기관이보유한첨단연구장비를공동활용할수있도록지원하는연구장비공동활용지원서비스를운영 중소기업청은연구장비공동활용지원사업을통해대학및연구기관등이보유한연구장비및소프트웨어를중소기업에서공동활용하도록지원하여국가장비의활용도제고와중소기업기술경쟁력향상기반마련 미래창조과학부국가연구시설장비진흥센터는장비활용종합포털사이트 ZEUS를통해국가연구시설 장비의활용극대화를위해필요한정보를체계화하고모두가편리하게이용할수있도록최상의서비스를제공 산업통상자원부, 한국산업기술평가관리원, 한국에너지기술평가원, 한국산업기술진흥원에서는산업기술개발장비공동이용시스템인 e-tube를통해산업기술 R&D에필요한연구장비를보다쉽고, 빠르고, 편리하게이용할수있도록적극지원 한국전자통신연구원의지능형로봇테스트베드에서는로봇시험장비및시험인프라구축, 로봇시험평가방법개발및시험인증체계구축, 지능형로봇시험지원서비스제공 한국전자통신연구원지능형로봇테스트베드는로봇기업의요구사항수렴및시험방법도출을기반으로시험측정장비및시험인프라구축, 공용테스트베드및시험장비활용지원과사용법기술지도, 로봇환경에서의통신 /SW 컴포넌트 /HRI 성능평가항목및방법개발, 공공서비스로봇의시험인증평가체계구축등의서비스제공 보유인프라 : 테스트베드전용의광네트워크, 무선통신인프라구축, 로봇환경에서의통신안정성및신뢰성성능평가를위한환경, HRI(Human Robot Interaction) 성능측정환경, 공공용서비스로봇의품질평가를위한시험환경구축 212

221 전략제품 현황분석 * 자료: 한국전자통신연구원 지능형로봇테스트베드 [ 지능형로봇테스트베드 주요 서비스 ] 국민체육진흥공단 한국스포츠개발원에서는 스포츠산업 현장 수요에 부응하는 최신동향 및 정보 를 제공하고, 선진 스포츠시장 및 기업의 전략을 공유하며, 스포츠산업의 잠재 가능성 발굴 및 인식의 저변 확대를 위한 다양한 사업을 수행 스포츠산업기술 연구개발 지원 사업을 통해 스포츠와 기술을 접목한 고부가가치 스포츠용품 기술 개발 및 중소기업 경쟁력 강화를 위한 기술개발 지원 지역 융 복합 스포츠산업 기반확충 사업을 통해 ICT융복합 스포츠산업 육성을 통한 지역의 신성장 동력 창출과 새로운 일자리 창출을 위한 스포츠산업 융 복합 지역거점센터를 운영하고, 스포츠자원 과 타 산업의 융복합으로 콘텐츠 개발 및 사업화를 통한 지역경제 및 스포츠산업 활성화 도모 스포츠 융합 및 가상현실 콘텐츠의 안전한 이용 환경과 개발자 네트워킹을 강화하고 법과 제도 적 기술 뒷받침을 위한 방안 마련 가상현실 콘텐츠 이용 가이드라인과 가상현실 콘텐츠의 안전성 확보 및 품질 향상을 위한 가상현 실 콘텐츠 제작절차 등을 마련하고, 가상훈련 놀이기구 및 스포츠 시뮬레이터 등을 포함한 가상현 실 콘텐츠 소비에 따른 인체영향과 관련된 정책 연구 추진 스포츠 산업 및 가상현실 산업 협회 등을 통한 기업 간 네트워킹 강화하고, 기반 기술, 표준, 특 허, 기술 동향 등을 논의할 수 있는 기술 교류의 장을 지원 미래창조과학부와 문화체육관광부 공동으로 콘텐츠 민관 합동 협의회 및 이슈별 관계부처가 참여 하는 협력창구 구축을 추진하고, 소비자 안전 등을 위해 발생 가능한 위험요인에 대한 안전성 검 사 제도개선 검토 213

222 스포츠시뮬레이터로봇 라. 특허동향분석 (1) 연도별출원동향 스포츠시뮬레이터로봇기술의지난 7년 ( 10~ 16) 간출원동향 30) 을살펴보면연도별로출원경향이증가와감소를반복하고있어지속적으로스포츠시뮬레이터로봇기술이개발되고있는것으로보임 각국가별로살펴보면미국의출원경향은급격한증가와감소후다시증가추세를, 일본은완만한감소와증가추세를, 유럽은일정수준을유지하는경향을보이고있으며, 한국도완만한증가와감소를반복하는추세를나타냄 국가별출원비중을살펴보면미국이 66.4% 최대출원국으로서스포츠시뮬레이터로봇기술 을리드하고있는것으로나타났으며, 다음으로한국이 20.3%, 일본이 10.3% 를차지하고있 으며일본은 3.0% 로극히미미함 [ 스포츠시뮬레이터로봇관련기술연도별출원동향 ] 30) 특허출원후 1 년 6 개월이경과하여야공개되는특허제도의특성상실제출원이이루어졌으나아직공개되지않은미공개데이터가존재하여 2015, 2016 년데이터가적게나타나는것에대하여유의해야함 214

223 전략제품 현황분석 (2) 국가별 출원현황 한국의 출원현황을 살펴보면 2012년 이후 출원이 소폭 증가하는 경향을 보이고 있으며, 외국 인의 출원이 점차 감소함 외국인의 출원 감소현상이 두드러지는 이유를 살펴보면 스포츠 시뮬레이터 로봇 기술의 국내 시장 에 대한 외국인의 선호도가 감소하고 있는 것으로 추정됨 일본의 출원현황은 2011년을 기점으로 외국인의 출원이 늘면서 감소추세에서 증가추세로 변화 하였으며, 내국인 출원과 외국인 출원의 비중이 거의 반반을 차지하나 내국인 출연이 점차 늘 고 있는 추세임 미국의 출원현황은 2012년까지 큰 폭으로 증가했다가 다시 감소, 이후 지속적으로 유지되고 있는 추세를 보이고 있으며, 내국인 출원보다는 외국인 출원이 다소 높은 편이고, 유럽은 출원 현황이 미미하고 그나마 외국인 출원이 대부분임 [ 국가별 출원현황 ] 215

224 스포츠시뮬레이터로봇 (3) 투입기술및융합성분석 스포츠시뮬레이터로봇기술분야의투입기술을확인하기위하여특허분류코드인 IPC Cod e 31) 를통하여살펴본결과스포츠시뮬레이터로봇기술분야의가장높은 IPC는 A63B 기술분야가 71건으로가장많이차지하고있으며, 이어서 A63F가 61건, G06Q가 19건으로다수를차지함 이외에 G07F 15건, G06F 11건, H04N 9건, H01F 42건, G09B 8건, G06T 7건, A61H 4건, A61B 2건순으로기술이투입되어있어스포츠시뮬레이터로봇기술분야에다양한기술이융합되어존재함 더불어해당 IPC의특허인용수명을살펴보면 A61H 기술분야의수명이 11년으로가장긴것으로나타났으며, G06Q 기술분야는 4년으로가장짧은것으로분석됨 [ 스포츠시뮬레이터로봇기술분야상위투입기술 ] IPC 기술내용특허인용수명 (TCT) 32) A63B 신체의단련, 체조, 수영, 등반또는펜싱 ; 구기 ; 단련용구 9 년 A63F 카드게임, 보드게임또는룰렛게임 ; 작은움직이는물체를사용하는실내용게임 ; 그밖에분류되지않는게임 8 년 G06Q 관리용, 상업용, 금융용, 경영용, 감독용또는예측용으로특히적합한데이터처리시스템또는방법 ; 그밖에분류되지않는관리용, 상업용, 금융용, 경영용, 감독용또는예측용으로특히적합한시스템또는방법 4 년 G07F 동전투입식작동장치및유사장치 9 년 G06F 전기에의한디지털데이터처리 6 년 H04N 화상통신 7 년 G09B 교육용또는교시용의기구 ; 맹인또는농아자와의의사를소통하기위한교습용기구 ; 모형 ; 유성의 ; 지구의 ; 지도 ; 도표 8 년 G06T 이미지데이터처리또는발생일반 6 년 A61H 물리적인치료장치 11 년 A61B 진단 ; 수술 ; 개인식별 9 년 31) 전세계적으로통용되고있는국제특허분류 (IPC: International Patent Classification) 를통해특허정보기술분야에서공지기술을조사할수있으며, 기술및권리정보에용이하게접근가능 32) 특허인용수명지수는후방인용 (Backward Citation) 에기반한특허인용수명의평균, Q1, Q2( 중앙값 ), Q3 에대한통계값을제시함. 특히이와같이산출된 Q2 는 TCT(Technology Cycle Time, 기술순환주기또는기술수명주기 ) 라고부름 216

225 전략제품 현황분석 투입기술이 가장 많은 A63B 분야와 융합이 높게 이루어진 기술은 A43B와 G09B 분야로 나 타났으며, A63G 분야와도 융합된 기술의 건수가 높은 것으로 분석됨 이외에 A63F 분야와 융합된 기술은 G06F, A63G, G06Q 분야의 기술로 나타났으며, G06Q 분야와 융합된 기술은 A61B, G06F, H04N 분야의 기술로 분석됨 [ 스포츠 시뮬레이터 로봇 기술 분야 IPC 기술 및 융합성 ] (4) 주요출원인 분석 세계 주요 출원인을 살펴보면 주로 미국의 출원인이 다수의 특허를 보유하고 있는 것으로 나타 났으며, 캐나다와 일본, 한국의 출원건수도 확인됨 출원건수 1위의 출원인은 미국 국적인 NIKE INC로 압도적이며, 그 뒤를 캐나다 국적 APEXK INC가 차지하고 있고, 기타 미국의 다수 기업과 일본, 한국이 특허를 확보하고 있음 미국의 주요 출원인을 살펴보면 NIKE INC, AQUIMO LLC, IGT, ADVANCED TECHNOLOGIES GROUP, AUGME TECHNOLOGIES INC, DISNEY ENTERPRISES INC, EMPIRE TECHNOLOGY DEVELOPMENT LLC 등으로 다수 출원을 하고 있으며, 이들 미국 출원인은 주로 미국 본국에 출원 건수가 높은 것으로 나타남 미국 기업인 NIKE INC가 3극 패밀리수가 14건으로 다국적으로 시장을 확보하며 출원을 하고 217

226 스포츠시뮬레이터로봇 있는것으로보이며, 캐나다기업인 APEXK INC, 미국기업인 AQUIMO LLC, IGT 도각각 3 건씩으로일부국가에출원을하고있는것으로나타남 미국기업인 ADVANCED TECHNOLOGIES GROUP 이확보한특허의피인용지수가 30.5 로 가장높게나타나원천기술을다수보유하고있는것으로분석됨 [ 주요출원인의출원현황 ] 주요출원인 국가 주요 IP시장국 ( 건수 %) 한국미국일본유럽 IP 시 장국 종합 3 극 패밀 리수 ( 건 ) 피인용 지수 주력기술분야 NIKE INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 14 8 원격측정 APEXK INC 캐나다 % 100% 0% 0% 미국 상호작용인지 AQUIMO LLC 미국 % 100% 0% 0% 미국 모션센서 IGT 미국 % 100% 0% 0% 미국 3 0 원격컨텐츠관리 KONAMI DIGITAL ENTERTAINMENT CO LTD 일본 % 100% 0% 0% 미국 3 0 게임장치 ADVANCED TECHNOLOGIES GROUP 미국 % 100% 0% 0% 미국 원격측정 AUGME TECHNOLOGIES INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 2 0 정보모집 DISNEY ENTERPRISES INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 2 10 시뮬레이션 EMPIRE TECHNOLOGY DEVELOPMENT LLC 미국 % 100% 0% 0% 미국 2 0 시뮬레이션 한국전자통신연구원 한국 % 100% 0% 0% 미국 2 0 시뮬레이션 218

227 전략제품 현황분석 (5) 국내 출원인 동향 국내 출원인 동향을 살펴보면 본 기술에 대한 연구 활동이 다소 미미한 것이 일반적인 가운데, 대기업은 현대다이모스와 케이티의 출원건수가 각각 1건씩 나타났으며, 중소기업으로는 지오아 이티가 2건이고, 알브이소프트, 사이버메딕를 포함한 나머지의 기업의 출원건수는 각 1건씩으 로 나타남 기업 이외의 주요 출원인을 살펴보면 연구소/공공기관으로 국립재활원이 2건, 대구경북과학기 술원과 한국기계연구원이 각각 1건씩 나타났으며, 대학으로는 전북대학교, 부경대학교, 동서대 학교, 건양대학교 각각의 산학협력단에서 각각 1건씩 출원한 것으로 분석됨 [ 국내 주요출원인의 출원 현황 ] 219

228 스포츠시뮬레이터로봇 5. 중소기업환경 가. 중소기업경쟁력 스포츠시뮬레이터로봇분야의중소기업경쟁력은기술분류별로차이가있으나모션플랫폼분 야에서모션베이스, 액추에이터, 센서, 제어조작등에활발하게참여하고있는것으로나타났으 며, 그뒤를이어실감콘텐츠분야에서실감 / 가상 / 증감콘텐츠, 물리엔진, 리얼타임엔진등분야에 서높은참여율을보이고있는것으로나타남 기술분류주요기술대기업중소기업중소기업참여영역중소기업 모션플랫폼 실감콘텐츠 인터랙션 교육 / 평가 관련용품 / 장비 모션베이스, 액추에이터, 센서, 제어, 조작, 구동및이동장치, 운동부하조정, 기구학 / 동역학해석 / 검증, 시뮬레이션시각화 실감 / 가상 / 증강콘텐츠, 렌더링, 프로젝션, 물리엔진, 저작도구, 리얼타임엔진, 실감재현장치, 오감효과생성, 콘텐츠제작, 실감소프트웨어 스포츠 / 사용자영상 / 음성인식, 신원 / 감성 / 자세 / 위치 / 상황인식, 센서정보융합, 운동감각표현, 맞춤형서비스, 상호작용인터페이스 생체정보측정처리, 운동기능학습, 스포츠활동모니터링, 스포츠 DB, 코칭소프트웨어, 데이터분석, 체력관리, 스포츠도구평가 / 검증 가상 / 증강현실장치, 웨어러블기기, 센서장치, 디스플레이, 데이터기록장비, 유무선통신, 스포츠환경정보수집및인식 [ 가사지원로봇분야중소기업현황 ] - CJ CGV, KT, 골프존, 삼성전자, 인바디, 삼성전자, LG 전자,, LG 유플러스, SKT, 모션디바이스, 피엔아이시스템, 도담시스템즈, 이노시뮬레이션, 기마로보, SM 로보틱스, 유도스타자동화, 시뮬라인, 썬에어로시스 알바트로스, 엑스골프, 라우드, 매크로그래프, 베레스트 스포츠코드코리아, 비솔, 일리시스, 다트피쉬코리아, 보이스웨어, 셀바스에이아이 비트컴퓨터, 유비케어, 모션테크놀로지, 스페이스일루젼, 에스씨미디어 엠씨넥스, 한국미디어테크피코스넷, 세영정보통신, 이공이비피엠 모션베이스, 액추에이터, 센서, 제어, 조작, 구동및이동장치, 운동부하조정, 기구학 / 동역학해석 / 검증, 시뮬레이션시각화 실감 / 가상 / 증강콘텐츠, 물리엔진, 리얼타임엔진, 실감재현장치, 오감효과생성, 콘텐츠제작, 실감소프트웨어 스포츠 / 사용자영상 / 음성인식, 신원 / 감성 / 자세 / 위치 / 상황인식,, 운동감각표현, 맞춤형서비스, 상호작용인터페이스 체정보측정처리, 운동기능학습, 스포츠활동모니터링, 스포츠 DB, 코칭소프트웨어, 데이터분석, 체력관리 가상 / 증강현실장치, 데이터기록장비, 유무선통신, 스포츠환경정보수집및인식 참여정도 * 중소기업참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 220

229 전략제품 현황분석 나. 중소기업 기술수요 스포츠 시뮬레이터 로봇 분야의 중소기업의 기술수요를 파악하기 위하여 중소기업 기술수요조사 및 중소기업청 R&D신청과제(2013~2015년)를 분석한 결과 아래 표의 내용과 같은 수요들이 다 수 있는 것으로 분석 스포츠 시뮬레이터 로봇 분야의 과제신청현황을 살펴보면, 모션 플랫폼, 플랫폼 해석 및 제어, 실 감 재현 콘텐츠, 스포츠 환경 정보 수집 등에 분야 기술에 관심이 높은 곳으로 나타났으며, 이에 따라 스마트 라켓 스티링 자동화 시스템 등의 연구개발을 수행했던 것으로 나타남 [ 스포츠 시뮬레이터 로봇 분야 과제신청현황 및 수요조사결과 ] 전략제품 스포츠 시뮬레이터 로봇 기술 분류 관심기술 기계 자동화 기술 가반하중에 따른 고정도 단축 이송장치 STAGE 시스템 개발 기타 로봇/자동화기계 관련기술 Ethercat기반 공기베어링 적용 가속도 4G급 고속 위치제어 시스템 국산화 개발 로봇 비젼 및 생산자동화 기술 확률론적 기법과 기하학적 특징을 이용한 자율주행이송시스템의 유도시스템 개발 로봇 제어 및 지능화기술 전동이동식 DID(Digital Information Display) 및 DID 유지관리 시스템 개발 자동화 관련 계측/센서 기술 스마트 라켓 스트링 자동화 시스템 조립/정밀 이송기술 진공 환경에 적합한 초정밀 나노 측정, 검사용 스테이지 개발 221

230 스포츠시뮬레이터로봇 다. 중소기업핵심기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 스포츠시뮬레이터로봇기술의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출 스포츠시뮬레이터로봇기술의특허및논문유효데이터를기반으로키워드클러스터링을통하여 12개의요소기술후보군을도출 제품별 dataset 구축 : 스포츠시뮬레이터로봇기술관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인-빈도수 (tf-idf) 33) 가상위 30% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 34) 가 2이상인클러스터로제한 ) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 각키워드를나타내는원과키워드간의연관도를나타내는직선으로구성 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 키워드로도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 스포츠시뮬레이터로봇기술전략제품의특허 논문유효데이터에대하여키워드클러스터링결과를기반으로요소기술도출 데이터기반의요소기술도출은키워드클러스터링을통해도출된요소기술에대하여전문가의검증및조정을통하여요소기술을도출 33) 빈도수 (tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 34) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 222

231 전략제품 현황분석 [ 스포츠 시뮬레이터 로봇 분야 키워드 클러스터링 ] [ 스포츠 시뮬레이터 로봇 분야 주요 키워드 및 관련문헌 ] No 주요 키워드 클러스터 01 physical activity 클러스터 02 athletic performance 클러스터 03 mobile device 연관도 수치 관련특허/논문 제목 4~5 1. INCORPORATING OBJECTIVE ASSESSMENTS OF FANTASY-TEAM-OWNERS' PHYSICAL ACTIVITY INTO FANTASY SPORT PLATFORMS 2. Where can they play? Outdoor spaces and physical activity among adolescents in U.S. urbanized areas 4~6 1. Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment 2. 운동 기구의 제어 방법 3. Genes and elite athletes: A roadmap for future research 4~6 1. Mounting system for attaching mobile devices to sports equipment 2. Method and system to analyze sports motions using motion sensors of a mobile device 3. METHOD AND SYSTEM TO ANALYZE SPORTS MOTIONS USING MOTION SENSORS OF A MOBILE DEVICE 223

232 스포츠시뮬레이터로봇 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 04 real time 4~6 1. REAL TIME AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF SPORTING GOODS AND CONTROL METHOD USING THE SAME 2. SYSTEM AND METHOD FOR PROCESSING REAL TIME DISPLAY OF CHANGES TO DATA TRIGGERED BY CHANGES IN A DATA SUPPLY CHAIN 3. Physiological responses to shuttle repeated-sprint running 클러스터 05 present invention 5 1. Distributed presentation software for multiple instantiations in home network 2. Apparatus for Electronic Presentation of Time-Varying Digital Imagery With or Without Accompanying Audio Under a Transparent or Translucent Form in Response to Sensor Data 클러스터 06 processed signal 4~6 1. Sports telemetry system for collecting performance metrics and data 2. Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment 3. Computer graphics processing and display of selectable items 클러스터 07 virtual world 4~6 1. Virtual World of Sports Competition Events with Integrated Betting System 2. Systems, methods and software applications for merging a virtual world, live events and an entertainment channel 클러스터 08 training device 5~8 1. Sports training device 2. Variable gravity training device 클러스터 09 near infrared spectroscopy 4~5 1. Improving a simulated soccer team's performance through a Memory-Based Collaborative Filtering approach 2. Comparisons of muscle oxygenation changes between arm and leg muscles during incremental rowing exercise with near-infrared spectroscopy 클러스터 10 transmitted signal 4~6 1. Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment 2. Measurement of the On-Road Turbulence Environment Experienced by Heavy Duty Vehicles 224

233 전략제품현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여최종요소기술명확정 [ 스포츠시뮬레이터로봇분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 모션플랫폼 플랫폼해석및제어 실감재현콘텐츠 사용자인터랙션 코칭및진단 실감재현스포츠시뮬레이터플랫폼개발 실감재현스포츠시뮬레이터응용서비스 스포츠환경정보수집 다자유도모션플랫폼기술모션플랫폼용서보모션제어기술운동부하조정기술스포츠시뮬레이터기구학 / 동역학해석기술동역학기반시뮬레이션제어기술스포츠시뮬레이터용실감재현장치기술실감콘텐츠및피드백이펙트구현기술실감렌더링및몰입환경용프로젝션기술복합상황인지기반사용자인터랙션기술사용자인식및사용자맞춤형서비스제공기술사용자자세인식및분석기술스포츠모션정밀분석및버추얼코칭기술스포츠교육훈련용전문데이터베이스기술생체신호기반진단기술실감스포츠모듈기술사용자복합상황인식기술운동효과측정 / 평가기술다양한센서를이용한환경정보수집기술실시간고정밀위치인식및유무선통신기술 2D/3D 주변환경구축및인식기술운동장비구성품배치기술 전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링 225

234 스포츠시뮬레이터로봇 (3) 핵심기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을고려하여평가 [ 스포츠시뮬레이터로봇분야요소기술도출 ] 분류핵심기술개요 실감재현콘텐츠 사용자인터랙션 코칭및진단 스포츠시뮬레이터용실감재현장치기술 실감콘텐츠및피드백이펙트구현기술 실감렌더링및몰입환경용프로젝션기술 사용자자세인식및분석기술 스포츠모션정밀분석및버추얼코칭기술 스포츠교육훈련용전문데이터베이스기술 실감환경효과발생장치의통합전장부와오감효과생성시스템을개발하는기술 오감몰입도향상을위한실감콘텐츠의표현과동역학피드백이펙트를구현하는기술 멀티타입디스플레이, 멀티플랫폼, 비정형스크린을통해실감표현을위한렌더링및프로젝션기술 비전또는하이브리드센서기반으로사용자의제스처, 운동모션을정밀하게검출, 인식및해석하는기술 스포츠종목별인체학습용데이터를기반으로사용자의스포츠모션을분석하고버추얼코칭하는기술 스포츠종목별교육훈련을위한전문데이터베이스를구축및해석하는기술 226

235 전략제품현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 스포츠시뮬레이터로봇기술로드맵 227

236 스포츠시뮬레이터로봇 나. 연구개발목표설정 [ 스포츠시뮬레이터로봇분야핵심기술연구목표 ] 분류핵심기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 모션플랫폼기술 다자유도모션플랫폼기술 플랫폼자유도및구현정확도 6DOF, 85% 8DOF, 90% 10DOF, 95% 실감구현을위한다자유도및능동형모션구현 모션플랫폼용서보모션제어기술 모션동기제어속도 10ms 5ms 2ms 모션플랫폼안정성향상 스포츠시뮬레이터용실감재현장치기술 실감재현몰입도 70% 80% 90% 실감재현몰입도극대화 실감재현콘텐츠기술 실감콘텐츠및피드백이펙트구현기술 피드백응답특성 5Hz 10Hz 20Hz 실감콘텐츠피드백실시간지원 실감렌더링및몰입환경용프로젝션기술합성오차율 10% 7% 5% 시각적왜곡최소화 스포츠인터랙션기술 사용자자세인식및분석기술 스포츠모션정밀분석및버추얼코칭기술 자세분석정확도 85% 90% 95% 코칭정확도 70% 80% 90% 스포츠자세인식및분석정확도향상 전문가코칭수준의버추얼코칭구현 228

237

238 전략제품 현황분석 물류 로봇

239

240 물류로봇 정의및범위 물류로봇은공장이나물류창고, 대형실내공간혹은실외등에서이동 / 전달되는각종물품의배송작업을수행하는로봇이며, 기동성과안정성을동시에갖춰야함 물류로봇은로봇분류상으로는전문서비스로봇에속하나, 의료, 국방등적용분야가특화된로봇에비해매우활용성이높아향후성장가능성이크게평가되는분야임 물류로봇의주요기술로는이동플랫폼개발기술과이를이용한서비스구현기술, 그리고이두가지를연결하는환경인지기술이있음정부지원정책 독일을비롯한선진국의제조업육성및해외공장귀환움직임등세계적으로제조업에대한관심과투자가커지는추세이며, 이를원활히수행하기위한동맥으로서물류산업에대한주목도가커지고있음 인구절벽시대를맞이함에따라산업전반에있어서로봇과인공지능의적용에대한필요성이더욱커지고있는상황 정부는지난 1차로봇산업진흥계획에이어 2014~2018년의 2차로봇산업진흥계획을추진하고있으며, 2017년의경우 800억원에달하는로봇관련예산을확보하는등로봇기술개발및산업화에대한지원정책을진행 물류로봇에대한니즈는보다다양한환경에대한적용이가능해야하는방향으로집중되고있으며이러한방향은로봇기술의후발주자가우수한아이디어만으로도시장을선도해나갈수있는기회를줄수있으므로산업전망이밝다고할수있음중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 플랫폼구동기술보편화 물류산업에대한관심증대 이동로봇기반기술확보용이기회 (Opportunity) 정부의로봇개발지원정책제고 산업과 ICT의융합에따른물류분야확대 차세대물류로봇시장선점가능 약점 (Weakness) 고수준서비스제공을위한고성능로봇기술취약 인력대비로봇적용의강점부각이어려움위협 (Threat) 4차산업혁명흐름의국내반영지연 해외물류로봇기업의적용분야확대움직임 중국등해외국가의로봇기술급성장 중소기업의시장대응전략 고효율 / 고신뢰물류서비스수요에대응하는물류로봇기술개발을통한국내외시장진출 단순반복적작업감소로인한근무인력의활용성확장을위해관련기술개발 ICT 기술과의융복합화를통해물류관련분야의효율성제고

241 핵심기술로드맵

242 물류 로봇 1. 개요 가. 정의 및 필요성 물류로봇 기술이란 물류창고, 공장, 병원이나 공항 등의 대형 실내 공간 및 실외 공간 등에서 각종 물품을 이송하는 작업을 담당하는 로봇 시스템에 관련된 기술을 말하며, 여기에는 24시 간 물품 이동, 적재, 하역 작업을 위해 필요한 물류로봇 플랫폼 개발 기술, 물류로봇이 실제로 수행해야 하는 작업 자체를 위한 임무 수행 기술, 그리고 실제로 플랫폼이 임무를 수행하는 데 있어서 필요한 정보를 취득, 가공, 생성하는 환경 인지 기술이 있음 로봇의 서비스에 필요한 요소는 로봇 자체, 환경 정보, 그리고 서비스 목표가 있으며, 이러한 세 가지 요소가 위에서 언급한 플랫폼, 환경 인지, 임무 수행 기술에 해당됨 특히 로봇의 경우 외부 환경과의 상호 작용이 매우 중요하므로 이를 위해 정보를 취득하는 센서 및 센싱 정보 가공 기술이 필수적임 [ 물류로봇 시스템의 개념도(물류창고의 예) ] 물류로봇 플랫폼 개발 기술은 로봇 자체와 이에 부착되어 활용되는 센서 등 H/W를 연구ㆍ개 발하는 기술로 물류로봇의 근간을 이루는 기술임 물류로봇 플랫폼은 대상 물류의 종류, 하중, 양 등 다양한 요소를 고려하여 제작되어야 하며, 특히 제조 공장 내의 단순한 이송을 벗어나 고수준의 서비스를 제공하기 위해서는 다양한 기능을 확보 하는 형태로 개발되어야 하므로 모듈화를 기반으로 만들어져야 함 234

243 전략제품현황분석 또한물류작업의형태가다양해질수있으므로카트등다양한형태의외부부착물의탈착활용이가능하도록하는것이물류로봇시스템의효용성을높일수있음 대부분의물류작업이실내에서이루어지므로환경정보를획득하기위한센서류는실외를고려할필요성이낮지만, 실내의환경자체도매우다양할수있으므로물류로봇이적용되는환경에대한분석을통해가장적절한센서를개발하는것이필요함 로봇플랫폼의경우한번개발되고판매되기시작하면짧은시간에수정이나변경이어려우므로개발초기에사용자의요구사항을명확히판단하고이를적극적으로반영하여개발하는것이매우중요 작업환경인지기술은물류로봇이실제로작업하는환경에대한정보를얻고이를통해충돌이나작업실패등의문제가발생하지않도록운용하기위한기술임 환경인지기술은환경자체에대한광역정보를수집하고가공하여로봇이환경에대한이해를할수있도록하는지도구축기술과구축된지도를기반으로로봇의현재위치를인식하는기술, 그리고작업을수행하기위해시작점에서목표점까지이동하는경로를생성하고이를정확히추종하는기술로나누어질수있음 물류로봇이작업을수행하는공간은대체적으로매우넓은공간이며다양한형태의물체가존재할수있으므로물류로봇의원활한작업을위해서는공간전반에대한형태정보, 즉지도가확보되고로봇에게주어져야함 또한로봇이운용중에현재자신의위치를항상파악하고있어야최적의작업효율을담보할수있으므로위치인식은매우중요한의미를가지며, 이를위해정확한센싱능력이요구됨 물류로봇이자신이작업을수행하는공간내에존재하는다양한물체와충돌등의상황이발생하지않도록하며최적의작업수행을달성하기위해서는전역 / 지역경로계획작업이필요하며, 추가로계획된경로의정확한추종도요구되는데로봇플랫폼내부적으로이러한연산작업을빠른시간내에정확히수행하도록하는기술을확보할수있어야함 작업환경인지기술은비단물류로봇에만적용되는것은아니며다양한형태와목적의이동형플랫폼에모두적용가능하므로이기술은전반적로봇분야의핵심기술이라할수있음. 따라서이기술을보유하는기업은로봇의응용분야대부분에손쉽게진출할수있어매우유리할것으로판단되어로봇관련기업은필수적으로확보해야할것임. 물류임무수행기술은물류로봇이물류를이송, 적재, 하역하기위한실질적기술로서여기에는물품의취득과전달을위한핸들링기술, 정확한대상에게물품을전달하였는지를확인하는기술등이있음 이송하고자하는물품을물류로봇플랫폼에안착시키기위한핸들링기술이필요하며, 이러한기능은복잡한머니퓰레이터를사용할수도있고비교적간단한푸쉬 / 풀장치를이용할수도있음 복잡한기능을포함할경우다양한환경에적용할수있지만비용이커지게되고, 간단한장치를사용할경우반대로적용이제한되지만저렴한장점이있으므로물류로봇을적용할환경및작업의종류에따라핸들링기술을어떤방식으로적용할지를결정하여야함 235

244 물류로봇 또한핸들링작업을수행하는장치를물류로봇플랫폼자체에부착할것인지, 아니면카트등외부부착물에부속된형태로제작할것인지도고려해야하는데이는어떤형태의핸들링장치냐에따라적용할수있는환경및작업이크게상이할수있기때문임 물류로봇의활용하는환경은대개복잡하고사람이나물체의이동등이빈번한경우가많으므로물품의전달에대한확인이필요한경우가존재할수있음. 따라서단순물류관리의수준을벗어나는고수준의서비스제공을위해서는사용자혹은물품인수자를확인할수있는보안관련기술이요구되기도함. 나. 범위 (1) 제품분류관점 물류로봇기술은센싱및플랫폼개발, 작업환경인지, 그리고물류배송등임무수행기술로구분되며각기술은활용목적등에따라다양한세부기술로분화됨 센싱및플랫폼개발기술은다중센서융합활용기술, 신속ㆍ고효율플랫폼개발기술로분류됨 작업환경인지는로봇의작업수행을위해필요한단계에따라환경정보획득및지도구축기술, 정밀 / 고신뢰위치인식기술, 최적전역 / 지역경로계획및추종기술로분류됨 물류배송등임무수행기술은다양한세부항목이있을수있으나크게보아이송 / 핸들링기술로대표될수있음 236

245 전략제품현황분석 [ 제품분류관점기술범위 ] 전략제품제품분류관점세부기술 센싱및플랫폼개발기술 다중센서융합활용기술 신속ㆍ고효율플랫폼개발기술 환경및로봇사용목적에적합한다중센서를선정하고센싱정보를융합하여활용하는기술 센서제작, 센싱정보전처리 / 후처리, 노이즈제거등 대상물품및환경에최적화되어효율성을높이는형태혹은범용성을우선확보한형태의중ㆍ고속주행이가능한플랫폼을제작하는기술 고하중이동플랫폼제작, 저하중이동플랫폼제작, 이송용카트제작, 핸들링장치제작등 환경정보획득및지도구축기술 다중센서를활용하여물류로봇이작업하는환경에대한정보를획득하고이를바탕으로로봇용 / 사용자용지도를작성하는기술 센서정보융합, 환경구조도출, 광역지도작성, 지도편집등 물류로봇 작업환경인지기술 정밀 / 고신뢰위치인식기술 다양한형태의데이터처리기법을활용하여물류로봇의현재위치를정확하고신뢰성있게인식하는기술 로봇주변환경정보분석, 지도정보와비교, 위치데이터융합등 최적전역 / 지역경로계획및추종기술 물류배송을위해목적지까지의경로를생성하고이를추종하며이과 정에서장애물과의충돌을방지하는기술 전역경로계획, 지역경로계획, 충돌회피, 유연경로추종등 물류배송등임무수행기술 이송 / 핸들링기술 실제적인물류이송, 적재, 하역을수행하기위한기술 대상물품인식, 핸들링장치제어, 카트등외부부착물인식및활 용등 237

246 물류로봇 (2) 공급망관점 물류로봇기술은제품분류관점에서의분류외에서비스를제공하는관점에서플랫폼및센서제공기술, 물류환경적용기술, 물품보안기술, 시스템평가기술등이포함 센싱및플랫폼개발기술에는해당 H/W를제작하는기술외에성능평가기술, 환경시험기술, 그리고해당목적에부합하는장비선정기술등포함 물류환경적용기술은환경분석기술, 실지도제작및편집 / 변환기술, 환경내변화에따른지도관리기술등포함 물품보안기술은사용자인식기술, 물류로봇에부착될수있는잠금장치제작및관리기술, 물품관리를위한물품인식기술등포함 시스템평가기술은물류로봇시스템을적용하고자하는환경및사용자의요구사항의달성도에대한평가기술, 적용된시스템의관리기술, 물류로봇이수행하고있는작업에대한모니터링기술등포함 [ 공급망관점기술범위 ] 전략제품공급망관점세부기술 센서및플랫폼제공기술 센서 / 플랫폼제작기술, 센서 / 플랫폼성능평가기술, 센서 / 플랫폼환경시험기술, 최적센서 / 플랫폼선정기술 물류환경적용기술 환경분석기술, 환경측정및지도제작기술, 지도관리기술 물류로봇 물품보안기술 사용자인식기술, 잠금장치제작및관리기술, 물품인식기술 시스템평가기술 요구사항달성도평가기술, 시스템관리기술, 작업모니터링기술 238

247 전략제품현황분석 2. 산업환경분석 가. 산업특징및구조 (1) 산업의특징 물류산업은제조업의산물인제품들이출발지에서부터목적지로전달되는역할을하는산업으로써인체에비유하면혈액을운반하는혈관에해당하는산업 원활한수출, 수입및제품이송, 하역등을위한산업으로제조업발달에필수적인역할을수행하는산업 지역간물류이송뿐아니라건물내특정지점간의이송, 이송될물류의관리등다양한방면에서다양한용도로활용되는특징을가짐 물류는얼마나효율적으로이송되느냐에따라제조업의경제적이익을크게변동시키는역할을하게되어물류기능의전략적적용이필수적 물류로봇은물류산업의핵심인물류의이송, 적재, 하역을로봇이담당하게되어작업의효율성을극대화하고정확한작업수행을가능하게함 물류작업은특성상작업대상규모는상당히크지만작업자체는단순반복적인경우가많으므로인력으로작업을수행할경우제한적요소가많음 신속하고정확한작업수행과 24시간작업이가능한조건을만족시키는대안은물류로봇을사용하는것이며이미선진국의많은공장, 창고등에서실질적으로폭넓게활용되고있음 특히정형화된공간에서반복적인작업을수행하는데있어서최고의성능을보여줄수있어효율적인운용이가능하며이를통해재고관리, 제품분류등비용이절감되는효과를볼수있음 최근제조업의트렌드는단순대량생산을넘어서다품종소량생산을통한다종물류를취급하는방향으로진행되고있음 따라서기존의단순반복작업에특화된로봇에 ICT 기술을접목하여더욱효율적으로다양한물류를취급할수있도록하는것이필요하게됨 또한공장이나물류창고의환경에서보다다양한환경으로적용대상이넓어지게되어물류로봇에추가적인고수준의기능이요구되고있는추세임 앞으로의물류로봇은호텔, 공항등대형실내공간에서특정되지않은다양한형태와분량의물류를이송하거나, 드론을이용한실외물류이송작업까지수행하는등다양한범위로확장되고있어그활용가치가계속커지고있음 물류로봇은일반적으로이동형로봇이가지는특성을갖춰야하지만, 적용분야와환경에따라 239

248 물류로봇 특화된형태의로봇을운용하는것도가능 Amazon이나 DHL은드론을이용하여짧은시간에원하는곳까지물류배송을가능하게하는기술을개발하고있으며이를달성하기위해미연방항공국의드론관련규제에주목하는중 Swisslog나 Aethon은병원이나요양원에적용가능한물류이송로봇을개발하여많은수의사이트에적용하고있음 국내의경우국토부에서드론산업활성화를지원하기위한방안을추진중이며, 산업부에서는지능형물류로봇을개발하기위한과제를진행하고있음 100~200kg 이상의고하중물류를이송할수있는물류로봇의경우우수한디자인과안정성이확보된다면해당플랫폼을사람탑승형및엔터테인먼트분야로스핀오프할수있으므로그활용가치가매우큼 물류로봇의효용성을극대화하기위해서는광역공간에다수의로봇이동시다발적으로운용되어야하며이를위해서는물류로봇시스템을관장하는관제기능이갖춰져야함 다수의물류로봇이동시에작업을진행하는다중로봇시스템은물류작업을신속히수행하면서동시에효율성을최대로할수있음 다수의물류로봇이충돌이나중복의경우를발생시키지않고작업하기위해서는전체작업을관장하고관찰하는관제기능이필요하며, 이러한관제는물류로봇이적용된사이트당하나의서버로운영될수도있고판매된전체물류로봇을로봇제작사에서총괄적으로볼수있도록할수도있음 ( 예 : 영화 아이로봇 (i, Robot) 의중앙관제시스템 ) 관제시스템을운영할경우물류로봇의물류작업수행중어느부분을로봇자체적으로처리하고어느부분을관제에서처리할것인지에대한분리가명확히되어야하며, 이러한특성은물류로봇시스템전체의효율성을제고하는데필수적임 (2) 산업의구조 물류로봇의후방산업으로는물류로봇플랫폼을제작하기위해필요한각종센서, 모터및액추에이터, 통신모듈등에관련된분야와제품디자인, 머니퓰레이터나카트등의외부부착물및데이터처리등의관련분야가존재 이러한후방산업의개별적항목들은현재국내의기술수준으로개발이충분히가능하며, 이를어떤방식으로조합하여목표로하는물류로봇플랫폼혹은시스템을만드느냐가중요한관건임 후방산업분야들은가능한한범용적모듈형태를추구하여물류로봇의적용환경에따른다양성을반영하면서도표준적인프로세스를통해교체, 갱신등이가능하도록하는것이바람직함 물류로봇의전방산업에는일반적인대형제조업, 물류창고관리및운영, 대형실내공간내 물류서비스업, 실외환경대상택배업등이있음 이러한전방산업은물류로봇이실제로수행해야하는작업거리를생산해내는곳으로이의발전 240

249 전략제품현황분석 및활성화여부에따라물류로봇의활성화가결정될수있음 특히전방산업의대상에후방산업이다수포함될수있으므로전방산업의발전이곧물류로봇산업의발전및후방산업의약진과직접적으로연관되고, 따라서한산업분야의발전이연쇄적으로다른산업의발전에이어질수있는선순환구조를가지므로매우중요 [ 물류로봇분야산업구조 ] 후방산업물류로봇전방산업 센서산업, 모터및액추에이터산업, 통신모듈산업, 제품디자인산업, 머니퓰레이터산업, 탈부착형카트제작산업, 데이터처리산업 제조품이송 / 적재 / 하역로봇, 물류창고이송작업로봇, 실내물류서비스로봇, 실외택배로봇 대형제조업, 물류창고관리및운영업, 실내물류서비스업, 실외택배업 241

250 물류로봇 나. 경쟁환경 세계로봇시장은 2015년 269억달러로추정되며, 향후 10년간연평균 9.5% 정도의성장률을보여 2025년에는 669억달러에달할것으로전망 (ICT Brief 호 ) 전체로봇중산업용로봇이약 65% 의비중을가지고있으며이비중은점차감소하여 2025년에는절반이하로떨어질것으로예상 산업용을제외한서비스용로봇분야에서는의료로봇과필드로봇및국방로봇이큰비중을차지하며이러한특수목적로봇분야에이어물류로봇이큰시장을형성하고있으며, 향후성장가능성이매우높게평가되고있음 현재주로사용되고있는물류로봇은공장이나창고등에서활용되고있으며, 정형적환경에서정형적방법으로운용되는 AGV(Automated Guided Vehicle) 가주를이루고있음 AGV는그특성상사람과활용공간이겹치지않고정해진형태의작업만수행하므로용도가매우제한적이며, 시스템을환경에설치해야하므로초기투자비용이많이발생하고시스템이나환경에변화가있을경우재투자비용이발생할수있음 2012년 Amazon에인수된 KIVA Systems에서개발, 운용하고있는물류로봇시스템이대표적인예로서 2014년현재 Amazon의물류창고에서약 1,000대정도가사용되고있음 - KIVA Systems의물류로봇은재고관리와상품운반등을담당하고있으며, 로봇스스로최적의경로를생성하고작업을수행함으로써효율성과물류작업의비용을크게감소시킴 - 로봇한대당최대 6명이할수있는일을수행할수있으며 5년간활용하였을경우 75만달러의인건비를줄일수있음 - 최대 454kg의물품을적재할수있으며, 바닥의바코드를읽어위치를인식하여 1.3m/s의속도로물품이송이가능함 제조업의귀환을통해국내생산력을높이고자주력하고있는미국이물류로봇분야를선도해가고있는데, 특히미국내 5~6개업체가물류시장의 80% 이상을차지하고있으며초기투자비용을최소화하고다양한환경에적용하는데필수적인자율주행기술을확보하기위해적극적으로노력하고있음 - JBT Corporation은자율주행기능을높인 SGV(Self Guided Vehicle) 을개발하였음 - 미국외에서는벨기에의 Egemin Automation이유ㆍ무인으로활용할수있는 AGV를개발하고수동및자동운전의전환을통해시스템의활용성을최대화하고자노력하고있음 - 일본의경우 MEIDEN 사에서개발한 MCAT이 1m/s의이송속도와 500kg의적재능력을가지고있는데특히이송용로봇플랫폼과조립가능한제어및센서모듈이별도로있는구조를가지며, 자기테이프를이용한위치인식솔루션으로 3cm 이내의정지위치오차를달성하였음 플랫폼의기술의범용화추세에따라우수한주행 S/W 능력이이슈가되어가고있으며, 다양 242 한기능을공유하기위한 Open S/W 와자사에특화된 S/W 들이개발, 발표되고있음

251 전략제품현황분석 로봇개발자들의알고리즘을공유하기위한조직인 OSRF(Open Source Robotics Foundation) 은 ROS(Robot Operation System) 의버전을관리하고있으며, 로봇의주행관련기술의빠른업데이트를통해이동플랫폼의자율주행기술을선도하고있음 청소로봇 Roomba와군용로봇 Packbot으로유명한 irobot 사는 AWARE 2.0이라는로봇지능제어 S/W를개발하여이동로봇의행동제어및통신관리등에활용하고있으며이를기반으로농업, 의료등다양한분야로진출하고있음 연구용플랫폼의대명사인 Pioneer 로봇의개발사인 Adept Robotics는다양한형태의자사로봇플랫폼을물류작업에적용할수있도록로봇주행 S/W ARIA를플랫폼제품에포함하여제공 고령화와생산인구의감소로인해어려움을겪고있는많은나라에서물류기능을기반으로하는서비스로봇에대한수요가점차커지고있음 싱가폴의경우음식점등의점포에서드론이나이동로봇을이용하여음료, 식사등을가져다주는서비스에큰관심을가지고유력한플랫폼및시스템을탐색하는중 코카콜라에서는자사의전시관등에서음료배달을수행하는로봇에대한데모를시행하고이의구매를적극적으로진행하고있음 EU의몇몇나라에서는노령인구를돌보는요양원, 병원등지에서부족한인력을보충하고자식사, 세탁물, 약품등의배송을수행하는로봇시스템에대해적극적인성능시험을추진하고있음 국내의경우정부주도차원에서물류자동화시스템을구축하는연구를일부수행하고있으며, 물류자동화및물류로봇기술은선진국대비 2년정도뒤진것으로평가됨 산업통상자원부에서는 AGV의주행기술개발이나병원물류로봇의개발등에대한과제를진행하며국내의물류관련자율주행기술을확보하고자노력하고있음 자율주행관련원천기술의개발은상당히진행되었으나기술의제품화가미진한상황이며, 물류작업을위한이송용툴관련기술은선진국대비 80% 수준정도로, 이적재용로봇의지능형제어기기술은 75% 수준으로평가됨 유진로봇은한국전자통신연구원, 을지대병원과협업하여병원, 요양원등에사용될수있는고하중, 저하중의물류로봇을개발하고있으며, 동시에국내외판매처로의판매를적극적으로추진하여좋은평가를받고있음 243

252 물류로봇 [ 제품분류별경쟁자 ] 구분 경쟁환경 기술분류센싱및플랫폼개발기술작업환경인지기술물류배송등임무수행기술 주요품목및기술 센서제작, 센싱정보전처리 / 후처리, 고하중 / 저하중이동플랫폼제작, 이송용카트제작, 핸들링장치제작 센서정보융합, 광역지도작성, 지도편집 / 관리, 위치인식, 전역 / 지역경로계획, 충돌회피, 경로추종 대상물품인식, 핸들링장치제어, 외부부착물인식및활용 해외기업 Velodyne, SICK, Bosch, Hokuyo, Aethon, Swisslog, JBT Corporation, Adept Technology, KIVA Systems, Panasonic SRI, Evolution Robotics, irobot Swisslog, Aethon, KIVA Systems, Panasonic, Amazon 국내기업 이오시스템, 유진로봇, 레드원테크놀로지, 퓨처로봇 하기소닉, 삼성전자, LG 전자, 유진로봇, DRB 파텍 NT 리서치, 유진로봇 244

253 전략제품 현황분석 3. 시장환경분석 가. 세계시장 전체 세계 로봇 시장은 2015년 269억 달러로 추정되고 있으며 높은 연평균 성장률을 유지하 여 2025년에는 669억 달러에 육박할 것으로 전망됨 전체 로봇 시장에서 제조업용 로봇이 2/3에 달하나 이 비율은 점차 감소될 것으로 추정되며 빈자리를 전문 서비스용 로봇이 차지하게 될 것으로 예상됨. 특히 IFR(International Federation of Robotics)의 자료에 따르면 의료, 필드, 국방 등 목적에 특화된 분야에 이어 가장 큰 시장이 형성되어 있는 분야가 물류로봇 분야로 향후 성장 가능성도 높이 평가받고 있 음 [ 물류로봇 분야의 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 백만 달러, %) 구분 세계시장 CAGR (13~15) 10.4 * 자료: World Robotics 2014 (IFR, International Federation of Robotics, 2014) 자료를 참고하여 전망치 계산 물류로봇의 경우 기반이 되는 물류 관련 산업이 커짐에 따라 그 규모가 증가될 것으로 보이며, 추가로 무인 이동체 시장의 확대에 따라 더욱 다양한 물류 관련 서비스의 수행이 가능해질 것 으로 보임 * 자료: 미래창조과학부, 무인이동체 보도참고자료 (KB 지식 비타민 15-50호, 2015) [ 무인 이동체 세계시장 전망 ] 245

254 물류로봇 나. 국내시장 국내로봇시장은 2013년기준으로 2.2조원규모로성장하였으며, 전문서비스용로봇의성장세가두드러지나전체로봇시장비중에서는제조용로봇의비율이높은상황 국내의경우제조용로봇이전체로봇시장의 3/4 정도를차지하는형태로서비스용로봇의약진이두드러지지못하고있으며, 특히대부분의서비스용로봇의제조사가중소기업이며, 중견기업이거의없다는면에서약점을가지고있음 다양한환경에서의이송을목적으로하는물류로봇보다는공장에서사용되는이적재용로봇이주생산품목을이루고있는상태이며, 물류로봇시장의확대를위해서는다품종소량생산에적합한물류로봇이나다양한대형공간내에서의작업에적합한전천후기능을가진물류로봇제품에주력할필요가있음 [ 물류로봇분야의국내시장규모및전망 ] 구분 ( 단위 : 억원, %) CAGR (13~15) 국내시장 * 자료 : 지능형로봇진흥계획 2015, 국내외로봇산업동향 2015 등의자료를참고하여전망치계산 부품, 센서등의로봇기반기술의취약으로인해국내로봇시장의성장성이낮은상태이지만기술의발전에따라다양한형태의제품이점차시장을확대할것으로전망 제조공장이나물류창고용물류로봇의경우미국등선진국의기술을따라잡기어려운점이있으나대형실내공간이나특정물류서비스가필요한분야의경우적절한기술과제품을출시할경우세계시장을선도할가능성이충분 특히고령화시대를맞이하여실버산업과연관하여물류로봇서비스를제공할경우공공성과시장성을동시에만족시켜산업의확대에이바지할것으로기대됨 246

255 전략제품 현황분석 다. 무역현황 자율주행 수준의 고성능 물류로봇은 국내에서 제품이 개발되고 있는 단계이며, 물류로봇 관련 국내 시장을 형성하는 것은 AGV 기반의 무인운반차량이 대부분 국내에 무인운반차량을 공급하고 있는 업체는 국내업체 15개, 해외업체 30여개로 추정됨 국내업체와 해외업체의 공급점유 비율은 2:3정도로 추정되며 국내 업체의 기술력 향상과 물류자동 화 수요 확대에 따라 점차 증가할 것으로 보임 물류로봇은 기존의 제조용 이적재 로봇의 범위를 벗어나 다양한 환경과 목적에 적합한 로봇 분 야로 확장되고 있으며, 이러한 특징은 물류로봇에 대한 국내 산업 제품 분류코드를 새롭게 설 계해야 할 필요성을 부각시킴. 또한 물류로봇과 관련된 많은 제품분야가 독립적으로 존재하지 못하고 기존의 산업 분야에 섞여있어 물류로봇에 대한 개별적 무역현황을 도출해내기는 어려 움. 따라서 조속한 시일 내에 물류로봇에 대한 산업 분류 코드를 지정하고 이에 맞는 무역 통 계가 준비되어야 할 것으로 사료됨. [ 기타 산업용 로봇 관련 무역현황 ] (단위 : 천 달러, %) 구분 CAGR ('11~'15) 수출금액 209, , , , , 수입금액 155, , , , , 무역수지 53,770 38,029 53,272 35,175 93, 무역특화지수* * 무역특화지수 = (상품의 총수출액-총수입액)/(총수출액+총수입액)으로 산출되며, 지수가 0인 경우 비교우위는 중간정도이며, 1 이면 완전 수출특화상태를 말함. 지수가 -1이면 완전 수입특화 상태로 수출물량이 전혀 없을 뿐만 아니라 수입만 한다는 뜻 * 자료 : 관세청 수출입무역통계 HS-Code(6자리 기준) 활용 247

256 물류로봇 4. 기술환경분석 가. 기술개발트렌드 자율주행기술의확대적용 물류로봇은공장이나단순창고등의정해진환경에서마그네틱라인등의미리지정된표식을따라이동하는형태에서점차다양한작업수행이가능한자율주행기능을포함하고활용하는방향으로기술발전이진행 물류로봇의적용분야가이전의제조산업에서서비스산업으로확장됨에따라로봇이활용될공간과목적이매우다양해지고있는추세 사전에정해진작업만을수행하는경우보다상황에따라적절한동작을해야하는필요성이커져로봇의자율주행기능이매우주목받고있는상황 자율주행은플랫폼과센서를포함한 H/W 자체, 센싱된데이터를융합ㆍ처리하는정보처리및환경인지, 그리고주어진목표를달성하기위해필요한로봇제어등다양한기능이조화되어야이루어질수있는고수준의기술임 자율주행은이동성을갖춘서비스용로봇의범용기술이며, 물류로봇이우수한물류서비스를제공하기위해꼭필요한기술 원하는물품을원하는시간에원하는곳까지안전하게이송하는것이물류로봇의주된활용목적임 한자리에서고정되어단순반복작업을수행하는제조용공정로봇과는달리물류로봇은로봇이적용된환경내에서가능한한자유롭게이동가능해야하며, 이러한환경에는사람이나동적 / 정적장애물의존재가능성이상존하고있음 보다효율적인물류작업수행을위해서물류로봇은환경에대한정보를파악하고이를기반으로자신의행동방식을결정하고이에따라이동동작을적절히수행해야하는데이는현재의기술로완전히충족하기어려운점이있음 그럼에도불구하고다양한환경에서다양한물품의이송서비스를적절히수행하기위해서는물류로봇이반드시일정수준이상의자율주행기능을갖춰야하며필요할경우서비스에특화된형태의제한ㆍ변형된주행형태를가실수도있음 실내바닥환경에서의 2차원자율주행을확대하여 3차원자율비행기술이요구되는분야도확장될것으로예상됨 현재물류서비스산업을선도하고있는미국의경우다수의회사가드론등을이용한신속배송기술을개발, 시험하고있음 보안문제나분실, 훼손등의가능성이존재하긴하지만드론배송은소비자에게새로운구매의욕을불러일으킬수있는수단이될것임 248

257 전략제품현황분석 기존의자율주행기술에포함되는세부핵심기술을 3차원공간으로확장하고적용에필요한부분을추가하면보다우수한물류서비스를제공할수있을것이며, 이는단순한기술개발및활용의문제이기보다는산업의적용분야를확장하고새로운서비스를만들어가는과정으로볼수있음 국외의경우드론배송을원활히수행하기위해중간기착지에소형물류창고를운영하거나배송지를통합적으로운영하려는시도등다양한아이디어가도출되고있지만국내의경우아직까지단순한아이디어도출의수준에서크게벗어나지못하고있는상태임. 이러한추세가이어진다면 3차원환경을이용한물류산업에있어서선진국을뛰어넘는것은요원해질것이므로관련기술개발및사업적용을서둘러야할것으로판단됨 관련산업및기술과의연계발전필요 공장이나물류창고를벗어나지못하던예전물류작업에비해미래의물류작업은연관된다양한기술과연계되어발전될것으로전망 미국의 Google은무인자동차를개발하고있으며, EU의 Volvo는무인자율트럭을시험하고있음 이러한무인차량기술은물류의원거리수송에매우적합한기술로, 인간이가질수있는졸음, 판단미숙, 오감지등의취약요소를대부분배제한상황에서원활한물류수송이가능하도록할것임 또한예전에는단순한레저용이나촬영용으로사용되었던드론을택배에사용함으로써일정지역내에서의물류를신속하고정확하게이송할수있는시대가다가오고있음 영상을이용한다양한물체의인식, 머니퓰레이터를이용한다양한형태의물체핸들링등기존의로봇관련핵심기술들이물류로봇의작업을위해스핀오프되고있으며, 이를이용한고품질물류서비스구현이점차가능해지고있음 Amazon의 Picking Challenge 등은이러한적용을점차가속화하는좋은예이며, 다양한분야의융합을통해개별물류로봇의기능은더욱발전할것으로예상됨 인터넷기술의발전으로인해전세계에걸쳐영업을하는인터넷쇼핑몰의규모가계속적으로커지고있음 미국의 Amazon, 중국의 Alibaba.com 등대형인터넷쇼핑몰에서는시간적, 공간적제약없이제품구매와배송이이루어지고있음 이러한인터넷쇼핑몰의약진은대량의재고확보및관리와다품종제품을소비자에게효과적으로배송할수있는물류시스템에기반을두고있음 그러나취급하는물품의종류와양이많아짐에따라물류관리비용이증가하게되므로물류창고의설비비용을최소화하고관리효율성을높이기위해기존의물류시스템을뛰어넘는고수준의물류시스템이요구되고있음 또한물류작업을수행하고있는인력의노동강도가계속적으로증가함에따라발생하는작업실 249

258 물류로봇 수, 사고를효과적으로해결하기위해서도물류산업에첨단로봇기술의연계는필수적인추세가 되고있음 고령화추세에따라증가하고있는실버산업에의적용및생산인구감소로인한노동인력의대체로서물류로봇의가치증가 전세계적인고령화추세와우리나라의급속한고령인구증가로인해실버관련산업이점차확대될것으로전망되며요양원과같은단체시설의운영을위해실버산업과물류로봇의연계활용이더욱필요하게될것으로보임 또한인구절벽으로인한생산인구감소로인해단순반복적인물류작업을수행할수있는인구가점차줄어들고있는데이를물류로봇이대체할경우산업경쟁력유지에큰도움이될것으로전망 ICT 기술과의융복합화 사물인터넷과빅데이터를이용한정보통신기술과의융복합화가물류산업발전에필수적인항목이되어가고있음 능동적정보수집, 처리및전송이가능한사물인터넷의적용이점차확대되어가고있는추세이며근미래에는우리주변의거의모든사물에이러한기능이추가될것으로예상됨 물류산업에서중요한재고물품관리, 배송대상인식, 정확한배송처리확인등의작업은사물인터넷의기능을활용할경우매우손쉬워지고정확해질것으로보이며, 이는물류로봇의효율적활용에큰도움이될것임 또한빅데이터를제조, 운반, 판매등산업전반의과정에효과적으로이용할경우정확한수요의예측과최적의공급이이루어질수있으므로물류산업의효율성을크게향상시키게될것임 물류로봇은이러한정보통신기술을적용하여사용자가원하는고품질의물류서비스를수행하고이를통해물류산업의발전에중요한역할을할수있을것으로예상 정보통신기술의발달및적용으로이동플랫폼이외부환경으로부터다양한환경정보를손쉽게받아활용할수있게되는시대가다가오고있음 물류로봇의자율주행기능을수행하기위해서는로봇이작업하는환경에대한정보의획득및처리가필수적인데주변환경에서자체적으로이러한정보를전달해줄수있다면물류로봇자체의기능을간소화할수있고이에따라물류로봇의생산원가를절감하여보다쉽게물류로봇을사용할수있도록하는것이가능 근미래에구현될지능형교통시스템에적용될 V2V(Vehicle to Vehicle), V2I(Vehicle to Infra), V2P(Vehicle to Person) 기술과유사하게물류로봇간정보교환, 물류로봇과환경간정보교환등이가능해진다면물류로봇이더좋은서비스를더저렴한비용으로수행할수있게되므로물류로봇산업의확장에크게기여할것으로전망됨 또한물류로봇이환경내에설치된장치에자신의정보를전달하는기능을수행할수있으므로로 250

259 전략제품현황분석 봇에대한일상적모니터링도쉽게가능해지므로해당물류로봇시스템이얼마나물류작업을효 율적으로수행하고있는지, 물류로봇의상태및예상작업수행도가어떤지등을간단히파악하고 그에따른적절한조치가가능해지므로물류로봇시스템의효율성이대폭증가할것으로기대됨 기술개요 인간을대신하여생산자와소비자사이에서원료재료, 부품, 상품을안전하고효율적으로전달하 기위하여물류센터등에서상품을자동으로관리하는로봇 선정이유 인간을대신하여생산자와소비자사이에서원료재료, 부품, 상품을안전하고효율적으로전달하기위하여물류센터등에서상품을자동으로관리하는로봇으로, 상품의이송, 핸들링, 포장, 분류, 배송기능을하는자동화로봇으로정의함. 15년세계시장에서물류로봇의시장규모는 5,283백만달러로 12년국내기준으로로봇시장에서물류로봇이차지하는비중이약 40% 로가장높음. 또한물류로봇분야의세계시장규모는 2015년 3억 50백만달러규모로추산되며, 2018년까지연평균 16.87% 성장하여 4억 71백만달러의시장을형성할것으로전망됨 ( 자동차및운송 ) 유통, 상업용무인차량, 군용탱크, 트랙터등에광범위하게활용되는자율주행차량이핵심활용범위임 자율주행차량에서로봇사용은지도확인과같은제한된범위에만사용되어왔으나, 클라우드로보틱스의부상으로용도확대예상됨 기타차량감지, 차선준수, 지도작성및내비게이션등에활용됨 ( 주요혁신참여자 ) 구글, 다임러 (Daimler) 다양한응용분야에서학계, 산업계, 연구계가산업패러다임주도를위한 R&D에적극참여하고있으며, 보다정교하고정확한활용을위해인지아키텍처기반의인공지능탑재, 클라우드로보틱스활용및인간-로봇상호작용향상을위한노력개진함 로봇기술이시장에광범위하게활용되면, 기존산업및생활의패러다임을근본적인관점에서변화시킬것임 * 출처 'Internal Report; 로봇분야기술시장정책동향분석 ', 한국전자통신연구원,

260 물류 로봇 나. 주요업체별 기술개발동향 (1) 해외업체동향 물류로봇의 선진국인 미국은 공장, 물류창고에 적용 가능한 물류로봇부터 공중 배속을 목표로 하는 드론에 이르기까지 다양한 분야에서 물류로봇의 기술을 발전시키고 있음 KIVA Systems는 물류창고 관리와 AGV의 기능을 결합한 물류로봇 제품을 개발하여 Amazon의 물류 창고에 적용하고 있으며, 이는 전자 상거래 업체들의 신속하고 다양한 수요에 대응하기 위한 목적을 가지고 있음 특히 이 물류로봇은 비교적 작은 크기에 400kg이 넘는 가반 하중을 처리할 수 있으므로 작업 효 율성을 제고하였으며 표준화된 공간에서 표준화된 플랫폼을 사용함으로서 유지 보수가 원활하도록 개발되었음 [ KIVA Systems의 AGV ] Google은 무인 자율주행 차량을 개발ㆍ시험하고 있으며 현재까지 최대의 시험 주행거리를 기록하 고 있음. 이를 통해 인간 탑승, 물류 수송 등 다양한 분야로의 확장을 계획하고 있음 Aethon은 병원, 요양원 등의 환경에서 약품, 검체 등의 저하중 물품에서부터 식사, 린넨 등의 고 하중 물품까지를 운반할 수 있는 플랫폼인 TUG를 개발하여 세계 150여개 사이트에서 500여대 이상을 운영하고 있는데 이 플랫폼은 자동문과의 연동 및 엘리베이터를 이용한 층간 이동이 가능 하여 다양한 서비스를 제공하고 있음 [ Aethon의 TUG ] Amazon은 드론이 30분 이내에 도착할 수 있는 2.2kg이하의 물품에 대해서 공중 택배 서비스를 제공하기 위해 시험하고 있으며, 2016년 12월 7일 영국에서 최초의 실제 배송을 수행하였음. 배 송에 걸린 시간은 주문 후 13분이었으며 배송 완료가 실시간으로 관리자에게 전달되었음. 252

261 전략제품 현황분석 [ Amazon의 드론 배송 플랫폼 ] 유럽은 AGV 제품의 매출 자체는 미국에 비해 높으나 세계 시장을 선도하는 회사는 적은 것으 로 파악됨 유럽 시장은 미국 시장 대비 4~5배의 AGV 매출 규모를 가지고 있으며, 스위스, 핀란드, 독일 등 의 회사가 관련 제품을 판매하고 있음 유럽의 경우 제조 공장 등에서 사용될 수 있는 제품보다 고령 인구를 대상으로 활용될 수 있는 제 품에 주목하고 있으며 스위스의 Swisslog에서는 TransCar나 RoboCourier와 같은 범용성 높은 로봇을 개발하였음 [ Swisslog의 물류로봇 플랫폼 ] 일본은 오랜 경기 불황의 여파로 새로운 제품을 개발하는 여력이 많이 감소한 상태로 물류로봇 의 시장 규모가 답보 상태임 2008년 미국발 금융위기 사태 이후 경기 회복이 매우 더뎌 2009년 AGV 출하량이 전년 대비 60%로 급감한 이후 증가세가 회복되지 못함 다이후쿠나 도요타자동직기 등 몇몇 업체가 일본 내 AGV 생산의 다수를 차지하고 있으며, 파나 소닉에서는 Hospi 시리즈를 통해 물류로봇의 확대를 꾀하고 있음 중국의 경우 인건비 절감, 첨단 기술 확보 등의 목적을 바탕으로 물류로봇을 포함한 각종 로봇 개발에 매진하고 있으며, 싱가폴은 저임금 종사 인구의 감소를 해결하기 위해 식당, 점포 등에 서 활용할 수 있는 물품 배달 서비스 로봇 도입을 고려하는 중 253

262 물류 로봇 일본 / 라쿠텐, 드론 활용 배송 서비스 라쿠텐은 드론을 사용한 배송 서비스 '소라라쿠(そら)'를 2016년 5월 9일에 개시함 - 전용 스마트폰앱으로 상품을 주문해 수령 장소를 지정하면, 수령 장소로 향하는 동안의 드론의 비행 상태와 도착 예정시각 등을 전용 스마트폰 앱으로 확인할 수 있음 수령 장소에는 직경 5m의 원을 그린 비닐시트가 깔려있으며, 드론은 이 원을 화상인식해 착륙지 점으로 식별함 - 상공 10m 정도의 위치에서 호버링한 뒤 그대로 수직하강해 착륙하는 시스템임 - 착륙 후에는 일단 프로펠러를 정지시키고 본체의 중앙부에 고정한 짐을 자동적으로 내려놓은 뒤, 다시 프로펠러를 가동해 짐만을 남기고 떠남 [ 드론이 착륙 시에 화상인식하는 직경 5m 마크 ] * 자료 : 일본경제신문 드론의 비행경로를 미리 프로그래밍해 자동운전하며, 기체에 장착된 각종 센서로 현재 위치정보와 기체의 기울임 정보 등을 실시간으로 수집함 - 프로그래밍된 경로에서 벗어나지 않도록 자율 제어함 [ 라쿠텐의 '소라라쿠' 서비스의 골프장 활용 예 ] * 자료 : 일본경제신문 254

263 전략제품 현황분석 일본 / 일본 최대 택배사인 야마토운수 지상을 달리는 로봇으로 새로운 수요를 발굴하려는 움직임을 보임 DeNA와 공동 프로젝트 '로보네코야마토'로 자율주행기술을 장착한 배송차를 개발해 고객이 언제 어디서라도 짐을 받아볼 수 있는 '온디맨드 배송 서비스'를 2017년 3월에 개시함 [ 야마토운수가 도입 예정인 자율주행기술이 장착된 온디맨드 배송 ] * 자료 : 일본경제신문 (2) 국내업체동향 국내에서는 십여 개의 AGV 제조업체가 관련 제품을 판매하고 있으며, 특히 반도체나 자동차 관련 대기업에 납품하는 제품 위주로 시장이 형성되어 있음 국내 기업의 경우 그 규모가 작고 대기업 의존도가 높아 전문적으로 AGV만을 생산하는 업체가 많지 않음 새로운 기술과 제품을 개발하기보다 외국산 제품을 들여와 대상 환경에 맞춰 적용하는 경우도 많 으며, 이는 국내 기업의 물류로봇 저변 확대에 어려움을 주고 있는 상황임 가정용 청소로봇으로 잘 알려진 유진로봇은 병원이나 요양원에 사용될 수 있는 물류로봇 기술 을 한국전자통신연구원, 을지대 병원과 공동으로 개발하고 있으며, 국내외 사이트에서 시범 서 비스를 수행하고 있음 255

264 물류로봇 국내에서도인터넷쇼핑몰의매출규모가증대됨에따라주문된물품을배송하기위한택배시 장이커지고있어이를위한지능형물류센터나택배시스템을연구하고있으나물류로봇자 체에대한연구는소극적인상태 정부는로봇기술개발을적극적으로지원하기위해제1차로봇진흥계획을수행하였고현재제2차로봇진흥계획을진행하고있으며, 이러한지원에힘입어개발될로봇기술과우리나라가강한정보통신기술을잘접목한다면빠른시일내에좋은결과를도출해낼수있을것으로판단됨 특히빠른고령화추세와열악한노동환경등의사회적문제해결에도움을줄수있는로봇 기술은국가적, 국민적관심아래지속적으로발전하고있으므로물류로봇분야에서도우수한 서비스를제공할수있는기술이조속한시일내에이루어질것임 국내로봇산업의투자계획 35) ( 신경철유진로봇대표 ) 무인이송로봇은이송 물류작업의무인화를가능하게하는유망품목으로, 유진로봇에서개발중인 고카트 (GoCart) 는마지막현장테스트중으로, 17년초시장에출시할계획이라밝힘 동제품은공간인식, 자율주행기능을갖춘무인이송로봇으로일차적으로병원, 요양원등에서약품, 검체, 식사, 의료기기등의무인운반용도로사용될것이며향후호텔, 공장등으로시장이확대될전망임 현재국내를비롯해유럽, 미국, 뉴질랜드등시장진출을준비중임 국내 ( 관련 ) 로봇산업의개발현황 한국기계연구원에서국내최초로개발한양팔로봇시제품과유진로봇의무인이송로봇시연을 참관함 35) 출처 : 첨단제조로봇을통한스마트공장고도화추진, 산업통상자원부보도자료,

265 전략제품 현황분석 구 분 개 요 * 기존 제조용로봇이 적용되기 어려운 정밀조립, 핸들링, 포장작업 등 다양한 공정에 활용 가능한 첨단제조로봇 양팔로봇(기계연구원) * 설치공간을 최소화하고 양팔 동시작업으로 작업 효율성이 높아 수작업 의존도 가 높은 공정에 적용 가능 * 위치인식, 경로계획, 자율이동, 안전이동 등의 기술을 바탕으로 화 효율화 가능 (소형/중형 2종) 무인이송로봇(유진로봇) 물류 자동 * 병원용 물류환경에 우선 적용후 호텔, 공장 등 다양한 물류환경에 확대 적용 가능 기계연구원 연구실에 설치된 휴대폰 포장공정 라인에서 양팔로봇 2대가 동시에 소형 개별박스에 휴대폰, 배터리, 이어폰 등 구성물을 포장하고, 컨베이어벨트로 이동된 개별박스 10개를 다른 양 팔로봇 1대가 대형 마스터박스에 포장하는 작업을 진행함 무인이송로봇은 포장된 마스터 박스를 싣고 목표 지점으로 자율적으로 이동하는 시연을 선보임 257

266 물류로봇 다. 기술인프라현황 국내 ( 관련 ) 로봇산업발전방안의주요내용 수요기반강화 20년까지 80개프로젝트추진을통해선도시장을창출하고사업화적용실적 (Track Record) 을확보할수있도록지원함 18년평창동계올림픽을우리로봇의우수성을전세계에알릴수있는기회로삼아, 무인이송로봇, 안내로봇등을경기장이나공항등에투입됨 무인이송로봇안전을위한개발가이드라인과사고대응기준을업계와공동으로마련하고, 의료재활로봇의활용확대방안을보건복지부등관계부처와협의하는등시장활성화를위한선제적제도정비를추진함 공급역량강화 로봇전문기업육성을위해기술력과산업화잠재력을보유한로봇기업들의부설연구소를 첨단로봇상용화연구센터 로지정하여향후 4년간민관공동으로 1,000억원이상을투자하겠음 ( 기업당 100억원내외 ) 20년까지혁신적로봇新제품을 20개이상개발 출시지원함 전망및기대 36) 세계각국은 4차산업혁명에따른새로운흐름에따라글로벌시장의주도권확보를두고치열한경쟁을펼치고있으며, 로봇산업도지금까지의단순제품공급위주에서벗어나, 이제는 ICT와인공지능기술을결합한다양한솔루션과서비스를제공하는형태로급속히변화중이라고전망함 우리기업들도이러한변화의흐름에적극대응하고있으나급속하게변화하는글로벌비즈니스환경에서뒤처지지않기위해서는지금보다더욱빠른속도로변화해나가야한다고강조함 36) 출처 : 첨단제조로봇을통한스마트공장고도화추진, 산업통상자원부보도자료,

267 전략제품 현황분석 라. 특허동향 분석 (1) 연도별 출원동향 물류 로봇 기술의 지난 7년( 10~ 16) 간 출원동향37)을 살펴보면 연도별로 출원경향이 소폭증 가를 반복하고 있어 지속적으로 물류 로봇 관련 기술개발이 활발함 각 국가별로 살펴보면 미국 출원경향은 완만한 증가 추세를, 일본은 소폭 증가와 현상 유지 추세 를, 유럽은 소폭 증가 추세를 보이고 있으며, 한국도 소폭 증가와 현상 유지 추세를 보임 국가별 출원비중을 살펴보면 미국이 46.6% 최대 출원국으로서 물류 로봇 기술을 리드하고 있 는 것으로 나타났으며, 일본이 29.8%이고, 유럽이 13.6%, 한국이 10.1%로 비슷한 수준의 출원비중을 보이고 있으나 최근 유럽의 출원 증가추세가 약간 두드러짐 [ 물류 로봇 관련기술 연도별 출원동향 ] (2) 국가별 출원현황 한국의 출원현황을 살펴보면 2011년 이후 출원이 소폭 감소하는 경향을 보이고 있으며, 외국 37) 특허출원 후 1년 6개월이 경과하여야 공개되는 특허제도의 특성상 실제 출원이 이루어졌으나 아직 공개되지 않은 미공개데이터가 존재하여 2015, 2016년 데이터가 적게 나타나는 것에 대하여 유의해야 함 259

268 물류 로봇 인의 출원은 소폭 늘었다가 다시 감소함 외국인의 출원현황이 증가했다가 감소하는 이유를 살펴보면 물류 로봇 기술의 국내 시장에 대한 외국인의 선호도가 다시 감소하고 있는 것으로 추정됨 일본의 출원현황은 2011년을 기점으로 소폭 감소추세로 변화하였으며, 출원인 대부분이 자국 출원으로 일본 내의 기술력이 우수한 것으로 추정됨 미국과 유럽의 출원현황은 소폭 증가와 감소를 반복하며 지속적으로 유지되고 있는 추세를 보 이고 있으며, 내국인과 외국인의 출원이 거의 반반의 비율을 나타냄 [ 국가별 출원현황 ] (3) 투입기술 및 융합성 분석 물류 로봇 기술 분야의 투입기술을 확인하기 위하여 특허분류코드인 IPC Code38)를 통하여 살 펴본 결과 물류 로봇 기술 분야의 가장 높은 IPC는 G06F 기술분야가 738건으로 가장 많이 차 지하고 있으며, 이어서 H04N가 366건, H02J가 347건으로 다수를 차지함 이외에 G06Q 325건, H04L 322건, H04W 100건, G01R 84건, H02H 61건, G01N 57건, 38) 전세계적으로 통용되고 있는 국제특허분류(IPC: International Patent Classification)를 통해 특허정보 기술분야에서 공지기술을 조 사할 수 있으며, 기술 및 권리정보에 용이하게 접근 가능 260

269 전략제품현황분석 B65G 54 건순으로기술이투입되어있어물류로봇기술분야에다양한기술이융합되어존재함 더불어해당 IPC 의특허인용수명을살펴보면 B65G 기술분야의수명이 10 년으로가장긴것으 로나타났으며, G06Q 와 H04W 기술분야는 4 년으로가장짧은것으로분석됨 [ 물류로봇기술분야상위투입기술 ] IPC 기술내용특허인용수명 (TCT) 39) G06F 전기에의한디지털데이터처리 6 년 H04N 화상통신 7 년 H02J 전력급전또는전력배전을위한방식 ; 전기에너지축적하기위한방식 7 년 G06Q 관리용, 상업용, 금융용, 경영용, 감독용또는예측용으로특히적합한데이터처리시스템또는방법 ; 그밖에분류되지않는관리용, 상업용, 금융용, 경영용, 감독용또는예측용으로특히적합한시스템또는방법 4 년 H04L 디지털정보의전송 6 년 H04W 무선통신네트워크 4 년 G01R 전기변량의측정 ; 자기변량의측정 7 년 H02H 비상보호회로장치 7 년 G01N 재료의화학적또는물리적성질의검출에의한재료의조사또는분석 9 년 B65G 운반또는저장장치 10 년 투입기술이가장많은 G06F 분야와융합이높게이루어진기술은 H04L 분야로나타났으며, G06Q, H04N 분야와도융합된기술의건수가높은것으로분석됨 이외에 H04N 분야와융합된기술은 H04M, HO4H, G06Q 분야등의기술로나타났으며, H02J 분야와융합된기술은 H02M, G06Q, H02H 분야등의기술로분석됨 39) 특허인용수명지수는후방인용 (Backward Citation) 에기반한특허인용수명의평균, Q1, Q2( 중앙값 ), Q3 에대한통계값을제시함. 특히이와같이산출된 Q2 는 TCT(Technology Cycle Time, 기술순환주기또는기술수명주기 ) 라고부름 261

270 물류로봇 [ 물류로봇기술분야 IPC 기술및융합성 ] (4) 주요출원인분석 세계주요출원인을살펴보면주로미국의출원인이다수의특허를보유하고있는것으로나타났으며, 일본과한국출원인의출원건수도확인됨 출원건수 1위의출원인은미국국적인 INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP이며, 그뒤를미국국적 GENERAL ELECTRIC CO가차지하고있고, 기타미국의다수기업과일본, 한국이특허를확보하고있음 기타미국의주요출원인으로는 MICROSOFT CORP, AMAZON TECHNOLOGIES INC, ROCHE DIAGNOSTICS OPERATIONS INCEATON CORP, 이다수의특허를보유하고있는것으로나타났으며, 일본주요출원인인 NEC CORP과한국의현대중공업주식회사도다수특허를확보하고있음 미국기업인 ROCHE DIAGNOSTICS OPERATIONS INC 가 3 극패밀리수가 18 건으로다국적으 로시장을확보하며출원을하고있는것으로보이며, 일본기업인 PANASONIC CORP 도 13 건으로다양한국가에출원을하고있는것으로나타남 262

271 전략제품현황분석 미국기업인 INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP 이확보한특허의피인용지수가 2.08 로가장높게나타나원천기술을다수보유하고있는것으로분석됨 [ 주요출원인의출원현황 ] 주요출원인 국가 주요 IP시장국 ( 건수 %) 한국미국일본유럽 IP시장국종합 3극패밀리수 ( 건 ) 피인용지수 주력기술분야 INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORP 미국 % 100% 0% 0% 미국 협동소프트웨어디버깅 GENERAL ELECTRIC CO 미국 % 100% 0% 0% 미국 배전시스템작동 NEC CORP 일본 % 100% 0% 0% 미국 분산시스템 MICROSOFT CORP 미국 % 100% 0% 0% 미국 분산시스템 현대중공업주식회사 한국 % 0% 0% 0% 한국 분배시스템 AMAZON TECHNOLOGIES INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 배전시스템 ROCHE DIAGNOSTICS OPERATIONS INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 수송장치 SONY CORP 일본 % 100% 0% 0% 미국 정보처리장치 PANASONIC CORP 일본 % 100% 0% 0% 미국 암호화키시스템 EATON CORP 미국 % 100% 0% 0% 미국 배전시스템 263

272 물류로봇 (5) 국내출원인동향 국내출원인동향을살펴보면대기업은현대중공업의출원건수가 23 건으로가장높게나타났 으며, 중소기업으로는한전케이디엔 ( 주 ) 과 ( 주 ) 파워이십일이각각 3 건이고나머지기업들은대 부분 1~2 건으로출원건수가미미함 대기업의주요출원인은네이버, 대우조선해양, 에스케이텔레콤등이며중소기업은케이프로덱, 케 이디파워, 유비온등이주요출원인인것으로나타남 기업이외의주요출원인을살펴보면연구소 / 공공기관으로는한국전력공사가 11건으로가장많고, 한국전자통신원 3건, 한국전기연구원 3건등이있으며, 주요대학으로는성균관대학교가 8건, 목포대학교가 3건이며, 나머지연구소 / 공공기관과대학교는 1~2건정도로나타나본기술에대한국내연구활동의편차가심한것으로분석됨 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 264

273 전략제품 현황분석 5. 중소기업 환경 가. 중소기업 경쟁력 물류로봇 분야에서 중소기업 경쟁력은 기술분류별로 차이가 있으나 센싱 및 플랫폼 개발 기술 분 야에서는 센서제작, 센싱정보 전처리/후처리, 이동 플랫폼 제작 등 분야에서 활발하게 참여하고 있는 것으로 나타났음. 또한, 물류, 배송 등 임부 수행 기술 분야에서 물품인식, 핸들링 장체 제 어, 외부 부착물 인식 및 활동 등에서 양호한 점유율 보이고 있는 것으로 나타남 [ 가사지원 로봇 분야 중소기업 현황 ] 기술 분류 주요 기술 중소기업 대기업 중소기업 중소기업 참여영역 센싱 및 플랫폼 개발 기술 센서 제작, 센싱 정보 전처리/후처리, 고하중/저하중 이동 플랫폼 제작, 이송용 카트 제작, 핸들링 장치 제작 - 이오시스템, 유진로봇, 레드원 테크놀로지, 퓨처로봇 센서 제작, 센싱 정보 전처리/후처리, 고하중/저하중 이동 플랫폼 제작, 이송용 카트 제작, 핸들링 장치 제작 작업 환경 인지 기술 센서 정보 융합, 광역 지도 작성, 지도 편집/관리, 위치 인식, 전역/지역 경로계획, 충돌 회피, 경로 추종 삼성전자, LG전자, 하기소닉, 유진로봇, DRB파텍 위치 인식, 전역/지역 경로계획, 충돌 회피, 경로 추종 물류 배송 등 임무 수행 기술 대상 물품 인식, 핸들링 장치 제어, 외부 부착물 인식 및 활용 NT 리서치, 유진로봇 대상 물품 인식, 핸들링 장치 제어, 외부 부착물 인식 및 활용 - 참여정도 * 중소기업 참여정도와 점유율은 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계 로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: ) 265

274 물류로봇 나. 중소기업기술수요 물류로봇분야의중소기업의기술수요를파악하기위하여중소기업기술수요조사및중소기업청 R&D신청과제 (2013~2015 년 ) 를분석한결과아래표의내용과같은수요들이다수있는것으로분석 물류로봇분야의중소기업은물류로봇플랫폼개발, 고신뢰 / 고성능자율주행, 물류로봇의핸들및지능기술분야에서높은수요를가지고있는것으로나타났으며, 이에따라협동로봇을위한충돌감지알고리즘개발, s중형급라인트래킹물류로봇개발등의연구개발을수행하였음 [ 물류로봇분야과제신청현황및수요조사결과 ] 전략제품기술분류관심기술 기계자동화기술 중대형프레스장비의가반하중 50kg 급 SPM 20 이상속도를갖는이적재용측면부착형 Gyro Arm Robot System 개발 Radial Dolly 와스테이지를이용한 3D 전신스캐닝로봇개발및 3D 모델서비스플랫폼구축 5 축레이저솔더링로봇시스템 양방향분기방식의 Pivot sorter 기술개발 자동채반배열및포장시스템을활용한부각공정프로세스개선 플라스틱용기포장품질향상을위한 Edge Cutting 자동화장비개발 제조공정용소형무인창고크레인개발 물류로봇 기타로봇 / 자동화기계관련기술 낙상유발기능을갖는 2-Belt 식트레드밀의파워트레인및제어회로개발 로봇설계기술 머니퓰레이터를위한적응형로봇핸드개발 로봇제어및지능화기술 협동로봇을위한충돌감지알고리즘개발 자동화관련계측 / 센서기술 라이다 (Radar) 기술을활용한산업용레벨센서개발 ZigBee 기반의무선통신모듈을탑재한저비용진동모니터링네트워크시스템개발 조립 / 정밀이송기술 중형급라인트래킹물류로봇개발 266

275 전략제품현황분석 다. 중소기업핵심기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 물류로봇기술의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출 물류로봇기술의특허및논문유효데이터를기반으로키워드클러스터링을통하여 12개의요소기술후보군을도출 제품별 dataset 구축 : 물류로봇기술관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인-빈도수 (tf-idf) 40) 가상위 30% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 41) 가 2이상인클러스터로제한 ) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 각키워드를나타내는원과키워드간의연관도를나타내는직선으로구성 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 키워드로도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 물류로봇기술전략제품의특허 논문유효데이터에대하여키워드클러스터링결과를기반으로요소기술도출 데이터기반의요소기술도출은키워드클러스터링을통해도출된요소기술에대하여전문가의검증및조정을통하여요소기술을도출 40) 빈도수 (tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 41) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 267

276 물류 로봇 [ 물류 로봇 분야 키워드 클러스터링 ] [ 물류 로봇 분야 주요 키워드 및 관련문헌 ] No 주요 키워드 클러스터 01 클러스터 02 클러스터 연관도 수치 관련특허/논문 제목 distribution system 5~8 1. 파워 이중화 장치 2. Renewables and Storage in Distribution Systems: Centralized vs. Decentralized Integration 3. Real-time smart distribution system reconfiguration using complementarity power distribution 4~6 1. Safe exposed conductor power distribution system 2. DC Power distribution system 3. A multiagent design for power distribution systems automation 4~6 1. Distributed system of autonomously controlled mobile agents 2. SYSTEM OPERATION TRACING METHOD ON DISTRIBUTED SYSTEM 3. A Survey of Task Allocation and Load Balancing in Distributed Systems distributed system

277 전략제품현황분석 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 04 power supply 4~5 1. ELECTRIC POWER SUPPLY NETWORK LINKED TO A TRANSPORT SYSTEM 2. POWER SUPPLY DISTRIBUTION SYSTEM FOR VEHICLE 3. Multi-objective optimization algorithm based on decision preferences to solve distribution network service restoration considering power supply 클러스터 05 present invention 4~5 1. Distributed presentation software for multiple instantiations in home network 2. Apparatus for Electronic Presentation of Time-Varying Digital Imagery With or Without Accompanying Audio Under a Transparent or Translucent Form in Response to Sensor Data 클러스터 06 editorial department 4~6 1. Fault transient simulation of middle-voltage MMC-HVDC distribution system 2. Analysis of land function classification and transformation in county based on remote sensing image 클러스터 07 heat transfer 4~6 1. POWER DISTRIBUTION SYSTEM CONNECTING APPARATUS 2. Onboard Electronic Distribution System 3. Simulation and optimization of air flow and heat transfer characteristic of truck for live animals 클러스터 08 power source 4~5 1. 전원자동차단기능을갖는추진체의전력분배장치 2. Reliable electrical distribution system with alternate power source 3. Optimal energy management of a hybrid electric powertrain system using improved particle swarm optimization 클러스터 09 water distribution 4~5 1. Apparatus and methods for water waste management in water distribution systems 2. Pressure management in water distribution systems: Current status, proposals, and future trends 클러스터 10 client device 4~6 1. METHOD AND SYSTEM FOR COMMUNICATING FROM A CLIENT DEVICE TO A SERVER DEVICE IN A CENTRALIZED CONTENT DISTRIBUTION SYSTEM 2. Media service delivery system providing conditional access to media content from various client devices 3. Efficient Client Assignment for Client-Server Systems 269

278 물류로봇 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여최종요소기술명확정 [ 물류로봇분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 물류로봇플랫폼개발고신뢰 / 고성능자율주행다중로봇통합관제물류로봇의행동물류로봇의지능물류로봇의보안 / 안전 신속ㆍ고효율플랫폼개발다중센서융합활용환경구조물제어및물품보안인간친화적로봇 UI/UX 디자인환경정보획득및지도구축정밀 / 고신뢰위치인식최적전역 / 지역경로계획및추종물류배송상황분석및작업내반영다중작업분배 / 지정을위한실시간스케줄링물류배송 DB 관리로봇상태모니터링및관리이송 / 핸들링기술포장 / 분류기술선적기술위치인식 / 이동기술원거리광역영상합성기술 2D/3D Texture-Depth 정보합성및환경인식기술정밀작업을위한 3인칭임의시점구현기술인명탐지기술발화점 / 가스누출지점탐지기술보안로봇운용기술원격제어를위한인터렉션기술 전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링 270

279 전략제품현황분석 (3) 핵심기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심기술선정위원회를통하여중소기 업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합 성 (10) 을고려하여평가 [ 물류로봇플랫폼및서비스분야핵심기술 ] 분류핵심기술개요 물류로봇플랫폼개발 신속ㆍ고효율플랫폼개발 다중센서융합활용 대상물품및환경에최적화되어효율성을높이는형태혹은범용성을우선확보한형태의중ㆍ고속주행이가능한플랫폼을제작하는기술 환경및로봇사용목적에적합한다중센서를선정하고획득신호를융합하여활용하는기술 환경정보획득및지도구축 다중센서를활용하여물류로봇이작업하는환경에대한정보를획득하고이를바탕으로로봇용 / 사용자용지도를작성하는기술 고신뢰 / 고성능자율주행 정밀 / 고신뢰위치인식 다양한형태의데이터처리기법을활용하여물류로봇의현재위치를정확하고신뢰성있게인식하는기술 최적전역 / 지역경로계획및추종 물류배송을위해목적지까지의경로를생성하고이를추종하여이과정에서장애물과의충돌을방지하는기술 물류로봇의행동 이송 / 핸들링기술 물류를안전하고효율적으로전달하기위해필요한로봇의이송 / 핸들링기술 271

280 물류로봇 6. 기술로드맵기획 가. 물류로봇기술로드맵 272

281 전략제품현황분석 나. 연구개발목표설정 [ 물류로봇분야핵심기술연구목표 ] 분류핵심기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 다중센서융합활용기술 다중센서활용 ( 종 ) 2 종 3 종 4 종 4 종의다중센서활용으로우수한센싱정보획득 센싱및플랫폼개발기술 신속ㆍ고효율플랫폼개발기술 플랫폼이동속도 (m/s) 임무성공률 (%) 신속배송을위한고속주행달성 고효율임무수행달성 환경정보획득및지도구축기술 지도 - 환경일치정확도 (%) 환경과 98% 이상일치하는지도구축 작업환경인지기술 정밀 / 고신뢰위치인식기술 위치정확도 (cm) 위치갱신주기 (Hz) cm 이내의정확한위치인식 5Hz 이상의신뢰성있는위치갱신수행 최적전역 / 지역경로계획및추종기술 경로계획연산시간 (ms) 초내전역경로계획완수 물류배송등임무수행기술 이송 / 핸들링기술 이송물품종류 ( 종 ) 종이상의다양한물류이송달성 273

282

283 전략제품 현황분석 인간친화형 협동 머니퓰레이터 로봇

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285 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 정의및범위 인간친화형협동머니퓰레이터로봇이란산업자동화분야에사용되며자동제어프로그램을통해다목적의 3축또는그이상의축을가진제조용로봇중에서인간과같은공간에서작업을하는로봇을의미 머니퓰레이터로봇이란회전운동이나직선운동을하는관절들이연속적으로연결된링크역할을할수있는로봇의기구부분을의미하며구동기, 감속기와암및핸드, 주변장치등으로구성되며, 로봇의관절은직선형, 관절형등의링크의형태를포함정부지원정책 산업용로봇의작업안전보장을위한규정을인간과같이작업하는협동로봇의특성에맞게개선하여조기상용화촉진 충돌안전, 직관적교시, 사용자인터페이스, 작업유형화등협동로봇관련원천기술확보를위한기술고도화 로봇제품단가절감을위한핵심로봇부품저가화및신규유망분야공정특성맞춤형기술개발추진 자동차, 휴대폰, 가전, 중소제조등국내제조업기반과연계한사업화적용실적 (reference) 확보후해외시장진출추진 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 지속적인국가 R&D 투자를통한로봇기반기술확보 로봇머니퓰레이터관련기업및인력확보 세계최고의집적화기술확보기회 (Opportunity) 세계및국내제조산업의로봇자동화관련수요증가 고령화, 저출산율, 3D 업종회피로인한로봇수요증가 지능화를통한제조용로봇의고부가가치화 약점 (Weakness) 고속, 고정밀로봇및핵심부품관련국내로봇기술부족 국산로봇머니퓰레이터에대한신뢰성부족 영세중소기업이다수분포해자본력취약위협 (Threat) 로봇머니퓰레이터및핵심부품에대한외국제품선호 전세계적인장기경제침체로인한제조업투자감소추세 소비자의지나친기대심리 중소기업의시장대응전략 핵심부품국산화를통한가격경쟁력확보 협동머니퓰레이터관련핵심기술개발 국내산업에적용을통한적용실적확보후세계시장진출

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287 전략제품현황분석 1. 개요 가. 정의및필요성 물체와의접촉이이루어지고물체와의접촉을통해물체를조작하기위해제작된로봇으로인간의팔과유사한동작을제공하는기계적장치를머니퓰레이터 (Manipulator) 로정의 머니퓰레이터로봇플랫폼은구동기, 제어기, 감속기, 액추에이터, 엔드이펙터 / 그리퍼, 다축로봇팔등을포함 제조용로봇은사용용도에따라이ㆍ적재용로봇, 공작물착탈용로봇, 용접용로봇, 표면처리용로봇, 조립ㆍ분해용로봇, 가공용로봇, 공정용로봇, 시험ㆍ검사용로봇, 기타제조용등으로구분할수있으며, 머니퓰레이터로봇플랫폼은제조용로봇의기구부분을의미 사람의팔과유사한동작을제공하는로봇팔과엔드이펙터를이용해다양한산업분야에서작업자가원하는조립작업을구현할수있는로봇동작과인간친화형인터페이스를제공 머니퓰레이터로봇플랫폼은제조용로봇의기구역할수행해제조용로봇기술개발에있어핵 심역할을하며, 제조업종사자를대신해미래제조업을견인할것으로기대 다관절로봇의동작을제어하기위해서는높은기술수준이필요하고제작비용이고가이기때 문에중소기업에서자체제작이쉽지않아원활히연구를진행할수있는저가의플랫폼시장, 정부지원책요구증가 협동머니퓰레이터는인간과작업공간을공유하는로봇을의미하며, 기존에인간이로봇의작업공간에들어오는것을금지하였던전통적인로봇에비하여활용대상작업이대폭으로확대되는효과를의미 자동차공장등에서인간과로봇의협동작업이가능하게됨으로인하여기존에불가능하였거나아니면여러개의공정으로나누어서하던작업을인간과같은공간내에서작업을하게됨으로쉽게자동화작업설계가가능해짐 최근들어, 전세계적으로협동로봇의개발이매우활발하게이루어지고있으며, 공장에서협동로봇의적용이지속적으로증가하고있음 279

288 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 나. 범위 (1) 제품분류관점 머니퓰레이터로봇플랫폼은제품분류적용기술에따라기구설계기술, 제어기술, 응용소프트 웨어기술, 안전성기술등으로분류 기구설계기술은액추에이터, 감속기, 로봇팔등을이용하여로봇의기구부를설계하는기술을의미 머니퓰레이터로봇의기구부는여러개의링크가연속적으로연결되어있는형태가대부분이나, 축수및연결방식에따라다양한설계가가능함 제어기술은마이크로프로세서를사용하여로봇을정확하게구동하기위한알고리즘을구현하기 위한기술로서크게하드웨어와제어소프트웨어기술로나누임 PID 피드백제어기술, 적응제어기술, 힘피드백제어기술등을포함 응용소프트웨어기술은개발된제어기에서주어진작업을수행하기위하여필요한소프트웨어 기술임 물체인식기술, 글자인식기술, 거리인식기술등을포함 로봇안전성기술은특히인간과로봇이공간을공유하는협동로봇의경우에안전을담보하기위하여필요한다양한기술을의미 수동안전관절기술, 능동안전관절기술, 소프트패드기술, 인간-로봇이격거리감지기술, 충돌력최소화기술등을포함 280

289 전략제품현황분석 [ 제품분류관점기술범위 ] 전략제품제품분류관점세부기술 기구설계기술 여러개의링크가연속적으로연결되어있는형태가대부분이나, 축수및연결방식에따라다양한설계가가능함 머니퓰레이터로봇 제어기술 응용소프트웨어기술 PID 피드백제어기술, 적응제어기술, 힘피드백제어기술등 물체인식기술, 글자인식기술, 거리인식기술등 안전성기술 수동안전관절기술, 능동안전관절기술, 소프트패드기술, 인간 - 로봇이격거리감지기술, 충돌력최소화기술등 (2) 공급망관점 머니퓰레이터로봇플랫폼은공급망관점에따라액추에이터, 감속기, 엔드이펙터, 관절및로 봇팔로분류 액추에이터는로봇을움직이는근원으로회전또는직동의동력원을의미하며, 로봇관련핵심부품 액추에이터는공압식액추에이터, 유압식액추에이터, 전동식액추에이터, 특수재질액추에이터등을포함 감속기는액추에이터에서의회전을감속하여줌으로서회전수를줄임과동시에로봇을움직이 기위한적절한토크를발생하게하는장치 감속기는하모닉드라이브, RV 감속기, 유성기어, 볼스크루, 벨트방식등을포함 엔드이펙터는작업대상물을잡는그리퍼, 대상물을도장하는데사용하는스프레이건, 스폿용접의전극접점, 용접의용접토치, 드릴, 그라인더, 절단용워터제트등기기나용구의총칭으로서, 로봇암 ( 팔 ) 선단에달아사용하는것을의미 엔드이펙터는그리퍼, 너트러너, 용접토치등을포함 로봇관절은인간의유기적인움직임을로봇으로구현하기위해다수의모터와섬유등을이용 하여인체와유사한기능을수행가능하게하는로봇부품및부분품을의미 281

290 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 구관절, 경첩관절, 수평관절, 수직관절등을포함 로봇팔은직교형로봇, 원통형로봇, 구형로봇, 연결형로봇, 스카라 ( 수평관절 ) 로봇으로구 분되며, 상용화된대표적인로봇은고정형머니퓰레이터로봇, 바퀴형이동로봇, 머니퓰레이터 장착바퀴형로봇, 다리형이동로봇, 머니퓰레이터장착보행용로봇 ( 인간형로봇 ) [ 공급망관점기술범위 ] 전략제품제품분류관점세부기술 액추에이터 유압구동기, 공압구동기, AC 서보모터,DC 서보모터, 인공근육등 감속기 하모닉드라이브, RV 감속기, 유성기어, 볼스크루, 벨트등 머니퓰레이터로봇 엔드이펙터 / 그리퍼 너트러너, 용접토치, 용접건, 스프레이건, 그리퍼, 로봇손등 관절 구관절, 경첩관절, 수평관절, 수직관절등 로봇팔 직교로봇, 원통형로봇, 구형로봇, 수직다관절로봇, 스카라 ( 수평다관절 ) 로봇 282

291 전략제품현황분석 2. 산업환경분석 가. 산업특징및구조 (1) 산업의특징 대기업들이주를이루는제조용로봇에는외국계대형기업들이선점하고있어국내기업들의시장진출및확대가필요한산업 생산라인이구축시외국계기업의생산라인이설치되고일부커스터마이징이필요한부분에대해서만국내기업가참여하는정도로그적용률은아직까지미흡 제조용로봇시스템으로자동차조립용대형로봇, 용접로봇, 전자부품장착로봇, 전자제품검사용초정밀광학및영상검사로봇기술을중점육성필요 생산자동화적용이어려운기업에고기능조작기술, 다중로봇제어기술, 초정밀로봇제어기술, 고하중로봇기술등을적용하여재편된산업구조현장에서문제점, 애로사항해소및로봇기술개발에대한요구충족 무인반송로봇과자율이동형머니퓰레이터는산업용무인로봇의핵심플랫폼으로기술의고도화가필요한산업 국내구동기및감속기관련기술은선진국에비해기술적성숙도가낮은편이기때문에보다집중적인연구개발이필요한분야 감속기의경우가장핵심적인기술은백래쉬가없으면서고감속이가능한형태를개발하는것으로구동기기술과연동되어연구개발이이루어지는경우가많기때문에기술적수준또한선진국대비약세 현재감속기중에서하모닉드라이브의개발이가장시급 머니퓰레이터로봇플랫폼기술개발을통해제조용로봇의다양화, 정보지능화와관련된전후방 산업에대한파급효과가큰고부가가치산업의창출, 기존시장확대및신시장창출로제조업용 로봇에서부터서비스용로봇에이르기까지시장의급격한증가예측 (2) 산업의구조 인간친화형협동머니퓰레이터로봇분야의전방산업은자동차, 조선, 반도체, 디스플레이등 제조업을두고있으며, 후방산업으로센서, 신호처리산업, 모터및액추에이터, 통신제어, 시 스템설계산업등을두고있음 283

292 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 자동차, 전자등의일반산업분야별로특화된로봇들외에도환경의특수성등에의하여로봇의사용이필요한제조분야에로봇수요가증대하고있는실정 머니퓰레이터로봇플랫폼은제어기, 센서및소프트웨어와통합하여로봇으로완성되며, 로봇은핸드, 주변장치및공정기술이내포된소프트웨어와통합하여전체로봇시스템으로구성되어실제현장에서운용 [ 인간친화형협동머니퓰레이터로봇분야산업구조 ] 후방산업 센서ㆍ신호처리산업, 모터및액추에이터산업, 통신제어모듈산업, 시스템설계및제어산업, 제품디자인산업 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 소형수직다관절로봇 웨어러블로봇 전방산업 자동차, 조선관련산업, 반도체ㆍ디스플레이관련산업, 전자제품ㆍ전자부품관련산업, 의약, 바이오관련산업, 음식료, 농수산관련산업 284

293 전략제품현황분석 나. 경쟁환경 해외업체 머니퓰레이터로봇플랫폼의글로벌대표기업은 Rethink Robotics, Universal Robots, KUKA, ABB, Yaskawa, Denso, NEC, Matshshita Electric, FANUC, Kawasaki, Nachi, 하모닉, NEGUART 등으로제조용로봇, 구동기, 감속기개발및제조 인간친화형협동머니퓰레이터로봇분야에서 Rethink Robotics, Universal Robots, KUKA LBR iiwa 로봇, ABB 의유미로봇이인간과의협동에가장최적화된로봇으로평가 스웨덴의 ABB는최초의첨단제조용로봇생산기업으로글로벌시장점유율 1위이며, 일본야스카와전기는세계첨단제조용로봇시장의선두주자로지능형제조용로봇뿐만아니라인버터, 서보모터, 모션컨트롤러등을생산하고있으며공장자동화에필요한자동화설비를포함하는생산시스템제작기업 국내업체및기술동향 국내로봇생산기업들은내수시장이한정되어있어서보모터, 감속기, 제어기등과같은핵심부품소재의국산화비율이저조하며, 국내대표기업은모터넷인터내셔날, 에스피지, 현대중공업, 로보스타, DST 로봇, 로보테크등이대표기업 현대중공업등대표기업을중심으로협동머니퓰레이터로봇의개발이진행중이나, 선진국에비하여초기상태에머물고있는실정임 한국기계연구원에서는양팔로봇개발과제를통하여인간과로봇이공간을공유하는협동로봇플랫폼을개발하였음 작업공간을축소하기위하여양팔로봇을도입하는것이전자산업을중심으로필요성이대두되고있으며, 또한인간과로봇이작업장을공유하는상황에대처하기위하여안전성을확보하는것이필수적임 본과제에참여한전자부품연구원에서는관절에설치가능한힘센서를설치하여충돌발생시에최소한의시간내에로봇의동작을변화시켜서충격력을최소화하는기술을개발하였음 KIST 에서는능동안전관절을개발하여, 로봇이지정된작업을수행중에충돌을감지하여로봇 을정지시키는기술을개발하였음 285

294 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 고려대에서는수동안전관절및능동안전관절을개발하여, 일정수준이상의충격이로봇에가해 지는경우에자동으로관절의힘이전달되지않도록하는기술과아울러로봇의동작에따라서 관절의힘을제한하는기술을개발하였음 경희대에서는머니퓰레이터와사람과의충돌을시험하여정적충돌시의신체부위별통증한계 치, 동적충돌시에상해발생상황을연구하고있으며, 이에따른충돌안전지수를개발하고 있음 세종대에서는이동로봇과사람과의충돌을시험하여동적충돌시의 1 차충돌및 2 차충돌로 인한상해발생에대한연구를진행하고있으며, 또한착용식로봇의피부손상발생에대한 모델을연구하고있음 286

295 전략제품 현황분석 3. 시장환경분석 가. 세계시장 제조용 로봇 수요 증가에 따라 머니퓰레이터, 제어기, 센서, 구동기, 모터 등의 로봇 관련 시장 등이 지속 확대될 전망이며, 향후 인간친화형 협동 머니퓰레이터 로봇 플랫폼 시장규모가 그 비중을 점차 확대 추세 인간친화형 협동 머니퓰레이터 로봇 분야의 세계시장 규모는 2015년 42억 2천 8백만 달러 규모로 추산되며, 2020년까지 연평균 13.94% 성장하여 75억 5천 6백만 달러의 시장을 형성 할 것으로 전망 [ 인간친화형 협동 머니퓰레이터 로봇 분야의 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 백만 달러, %) 구분 세계시장 15 4, , , , , ,556 CAGR ('13~'15) 13.9 * 자료: World Robotics 2014 ( , IFR, International Federation of Robotics), Trends in the Market for the Robot Industry in 2012 ( , Ministry of Economy, Trade and Industry of Japan), 지능형로봇 2015 실 행계획 ( , 관계부처 합동), 국내외 로봇산업 동향 ( 한국로봇산업진흥원), Insight China: 중국 산업 용 로봇시장 보고서 ( , 한국 무역협회)등의 자료를 참고하여 전망치 추정 287

296 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 나. 국내시장 국내시장규모는 2015 년 5,149 억원규모로추산되며, 2020 년까지연평균 21.63% 성장하 여 1 조 3,708 억원의시장형성이전망 [ 인간친화형협동머니퓰레이터로봇분야의국내시장규모및전망 ] 구분 ( 단위 : 억원, %) CAGR ('13~'15) 국내시장 5,149 6,264 7,619 9,267 11,271 13, * 자료 : World Robotics 2014 ( , IFR, International Federation of Robotics), Trends in the Market for the Robot Industry in 2012 ( , Ministry of Economy, Trade and Industry of Japan), 지능형로봇 2015 실행계획 ( , 관계부처합동 ), 국내외로봇산업동향 ( 한국로봇산업진흥원 ), Insight China: 중국산업용로봇시장보고서 ( , 한국무역협회 ) 등의자료를참고하여전망치추정 다. 무역현황 인간친화형협동머니퓰레이터로봇은새로운개념의로봇으로국내는아직상용화를위한기 술개발을진행중인상황임 인간친화형협동머니퓰레이터로봇에관련된무역현황은존재하지않기때문에기타산업용 로봇에대한무역현황으로대체함 [ 기타산업용로봇관련무역현황 ] 구분 ( 단위 : 천달러, %) CAGR ('11~'15) 수출금액 209, , , , , 수입금액 155, , , , , 무역수지 53,770 38,029 53,272 35,175 93,741 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 288

297 전략제품현황분석 4. 기술환경분석 가. 기술개발트렌드 기술개요와선정이유 기술개요 산업자동화분야에사용되며자동제어프로그램을통해다목적의 3 축또는그이상의축을가진 자동조정장치로봇 선정이유 제조용로봇을고정또는움직이는것으로서산업자동화분야에사용되며자동제어, 제어프로그램다목적인 3축또는이상의축을가진자동조정장치를의미함. 제조용로봇수요증가에따라머니퓰레이터, 제어기, 센서, 구동기, 모터등의로봇관련시장등이지속확대될전망이며, 향후인간친화형협동머니퓰레이터로봇플랫폼시장규모가점차확대되는추세임 ( 자동차및운송 ) 유통, 상업용무인차량, 군용탱크, 트랙터등에광범위하게활용되는자율주행차량이핵심활용범위임 42) 자율주행차량에서로봇사용은지도확인과같은제한된범위에만사용되어왔으나, 클라우드로보틱스의부상으로용도확대예상됨 기타차량감지, 차선준수, 지도작성및내비게이션등에활용함 ( 주요혁신참여자 ) 구글, 다임러 (Daimler) 다양한응용분야에서학계, 산업계, 연구계가산업패러다임주도를위한 R&D에적극참여하고있으며, 보다정교하고정확한활용을위해인지아키텍처기반의인공지능탑재, 클라우드로보틱스활용및인간-로봇상호작용향상을위한노력개진함 로봇기술이시장에광범위하게활용되면, 기존산업및생활의패러다임을근본적인관점에서변화시킬것임 42) 출처 : 'Internal Report; 로봇분야기술시장정책동향분석 ', 한국전자통신연구원,

298 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 구글 주력분야 : 휴머노이드산업용로봇머니퓰레이터모바일로봇 최근 8개로봇기업인수하고로봇산업진출본격선언함 자율주행자동차상용화에앞장 노스롭그루먼 머니퓰레이터모바일로봇 방위산업체, 항공우주 전자시스템 정보시스템기술서비스등에주력함 리씽크로보틱스 휴머노이드산업용로봇머니퓰레이터 산업용휴머노이드백스터개발사 중소기업시장이타겟임 아뎁트테크놀러지 산업용로봇머니퓰레이터모바일로봇 전자 통신 가전 제약 식품가공 자동차부품산업과관련된로봇을설계 제조함 허니비로보틱스 산업용로봇머니퓰레이터모바일로봇 우주로봇및차세대항공우주시스템개발, 1990 년 로보텐터 라는로봇바텐더를개발함 UCL 로보틱스 산업용로봇머니퓰레이터모바일로봇 가스공급설비와에너지관련기업들에게로봇기술을검사 유지보수장치및서비스제공함 290

299 전략제품현황분석 (2) 국내업체동향 국내로봇산업의투자계획 43) ( 신현우한화테크윈대표 ) 17년초에세계적수준의경쟁력을갖춘협동로봇을국내최초로출시할것이라고밝힘 신대표는스마트공장고도화를위해서는협동로봇등첨단제조로봇의활용이중요하다고강조하며, 글로벌기업에비해상대적으로뒤져있는협동로봇시장에한화테크윈이본격진출하여 17년부터세계주요제품들과경쟁할것이라고발표함 * 협동로봇 : 사람과같은공간에서작업자와공동으로다양한작업수행이가능한로봇 ( 김성락현대중공업로봇사업부본부장 ) 금년 11월로봇사업의확장적분사를계획하고있으며, 이를통해현대중공업로봇사업부가글로벌경쟁력을갖춘로봇전문기업으로재탄생할것이라고밝힘 현재로봇사업본부와공장의이전을진행중으로대대적인시설 입지투자를통해기존대비 2.5 배의생산능력을확보할계획이며, 로봇전문기업화를계기로연구개발과사업화에투자를강화하여세계유수의로봇기업으로성장하는것을목표로하고있다고강조함 ( 김정호로보스타대표 ) 로보스타는양팔로봇을한국기계연구원과공동으로개발하여현재수 요기업공정에적용하는테스트를준비중에있다고밝히고 '17 년에는가격, 품질, 성능확보 를위한양산화과정을거쳐국내최초로양팔로봇상용화를계획하고있다고밝힘 ( 오준호 KAIST 교수 ) 우리나라를대표하고세계를선도할수있는로봇플랫폼개발에적극적 인투자가필요하다고강조하며, 이런점에서상용화연구센터의설치, 연구인력양성, 연구역량 의집중등정부정책방향은큰의미가있다고밝힘 국내 ( 관련 ) 로봇산업의개발현황 한국기계연구원에서국내최초로개발한양팔로봇시제품과유진로봇의무인이송로봇시연을 참관함 43) 출처 : 첨단제조로봇을통한스마트공장고도화추진, 산업통상자원부보도자료,

300 인간친화형 협동 머니퓰레이터 로봇 구 분 개 요 기존 제조용로봇이 적용되기 어려운 정밀조립, 핸들링, 포장작업 등 다양한 공정 에 활용 가능한 첨단제조로봇 양팔로봇(기계연구원) 설치공간을 최소화하고 양팔 동시작업으로 작업 효율성이 높아 수작업 의존도가 높은 공정에 적용 가능 위치인식, 경로계획, 자율이동, 안전이동 등의 기술을 바탕으로 화 가능 (소형/중형 2종) 무인이송로봇(유진로봇) 물류 자동화 효율 병원용 물류환경에 우선 적용후 호텔, 공장 등 다양한 물류환경에 확대 적용 가 능 기계연구원 연구실에 설치된 휴대폰 포장공정 라인에서 양팔로봇 2대가 동시에 소형 개별박스에 휴대폰, 배터리, 이어폰 등 구성물을 포장하고, 컨베이어벨트로 이동된 개별박스 10개를 다른 양 팔로봇 1대가 대형 마스터박스에 포장하는 작업을 진행함 무인이송로봇은 포장된 마스터 박스를 싣고 목표 지점으로 자율적으로 이동하는 시연을 선보임 다. 기술인프라 현황 해외 주요 국가의 스마트 물류 산업 육성 정책 유럽은 스마트 지속가능 물류 정책을 통해 물류의 효율성은 높이면서도 환경에의 영향은 최소 화하는 정책적 목표 설정 및 관련 프로젝트에 집중 투자함44) 유럽의 물류 정책은 기본적으로 지속가능한 사회 발전을 정책의 핵심 목표로 설정하고 있으나, 환 경 오염 및 온실가스 배출에 대한 과도한 규제는 물류 산업의 경쟁력을 떨어뜨리고 경제 발전에 악영향을 미칠 수 있음 이를 해결하기 위하여 스마트 물류와 지속가능 물류를 통합한 스마트 지속가능 물류를 추진함으로 써 효율성은 높이고 환경에의 영향은 낮추는 정책 목표를 동시에 추구함 핵심 어젠다는 환경친화적 물류 효율화, 물류 정보의 공유 및 개방, 도심 물류 혁신으로 구성함 - 스마트 지속가능 물류 시스템 구축을 위해 ALICE(Alliance for Logistics Innovation through Collaboration in Europe) 출범함 - 라스트마일에서의 효율성 확보 및 환경오염 방지를 위한 LAMILO 프로젝트 역시 ALICE 체계 하 에서의 기술개발 및 실증 프로젝트임 - ICT 기반 물류 정보 공유 및 개방, 스마트 물류 시스템 구축, 도심 공동물류센터 도입을 통해 정 책적 목표 달성 노력함 44) 출처 : ICT 기반 활용 물류 산업 활성화 정책연구, 한국무역협회,

301 전략제품현황분석 국내 ( 관련 ) 로봇산업발전방안발표 첨단제조로봇을통한스마트공장고도화추진 주형환산업부장관, 로봇산업간담회에서발전방향제시함 로봇수요창출, 전문기업육성등향후 5 년간 5 천억원민관공동투자함 산업통상자원부는첨단제조로봇을활용하여스마트공장의고도화를추진하고, 로봇산업발전을위하여시장창출, 전문기업육성, 연구인력양성등을적극추진하겠다고밝힘 주형환산업부장관은 10.11( 화 ) 대전한국기계연구원에서 로봇산업간담회 를개최하고산업계, 학계, 연구계, 유관기관전문가들과로봇산업발전방안을논의함 이간담회는미래우리산업의나아갈청사진을제시하기위해지난 4월에발족한 신산업민관협의회 * 에서추진중인산업발전비전수립의일환 스마트공장확산에따라제조로봇의중요성이커지고있고다양한서비스분야에서도로봇활용이확대되는상황에서국내로봇산업의경쟁력강화방안을모색하기위해개최함 국내 ( 관련 ) 로봇산업발전방안의주요내용 4차산업혁명과로봇 주형환장관은주력산업고도화의핵심요소이자미래먹거리산업인로봇산업이 4차산업혁명에따른제조업혁신에새로운활로를열어줄것이라고전망하고, 스마트공장보급 확산에따른맞춤 유연생산과속도경쟁에대응하기위해서는첨단제조로봇의적극적인활용이필요하다고강조함 특히, 20여년만에독일에서신발생산을재개하는아디다스사례에서보듯이, 로봇은해외진출우리기업의생산공장이돌아오는리쇼어링 (reshoring) 을촉발하여제조업의새로운도약과국내일자리창출에중요한역할을할것이라고기대 * 리쇼어링 : 기업이생산기지를인건비가저렴한국외로이전하는오프쇼어링 (offshoring) 의반대말로, 국외로생산기지를옮긴자국기업이다시국내로돌아오는현상을일컬음 로봇산업이새로운수출산업으로성장할수있도록정부는민간의투자와연구개발노력을뒷받침할것이며, 이를위해 1시장창출과제도정비를통하여수요기반을강화하고, 2R&D 투자와인력양성, 인프라조성등을통해로봇산업의역량강화와전문기업육성을적극추진할것이라고밝힘 293

302 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 [ 로봇산업발전방안주요추진과제 ] 목표 글로벌경쟁력을갖춘전문기업육성을통한수출산업화 ❶ 첨단제조로봇을활용한스마트공장고도화 수요기반강화 ❷ 서비스로봇공공수요발굴, 보급 확산 ❸ 시장활성화를위한선제적제도정비 공급역량강화 ❹ 첨단로봇상용화연구센터지정, 전문기업육성 ❺ 휴머노이드로봇연구센터설치및로봇전문인력양성 ❻ 로봇핵심기술확보및부품경쟁력강화 국비지원규모는국가재정운영계획에따라변동가능 향후 5 년간민관공동으로총 5,000 억원이상집중투자 수요기반강화 산업부는스마트공장보급과연계하여로봇잠재수요가큰기업을적극발굴하여첨단제조로봇의수요창출을촉진하고, 더불어로봇활용을통한스마트공장의고도화도확산시켜나갈계획임 보급 확산사업을통해스마트공장솔루션을이미구축한기업중로봇공정을적용할수있는기업들을발굴하여첨단제조로봇들을투입하는시범프로젝트를 18년까지 20개추진후, 효과가검증된업종들을중심으로 19년이후본격확산시켜나가겠음 서비스로봇시장확대를위해기본적내수기반이갖춰져있고성장잠재력이큰무인이송, 의료재활, 소셜, 사회안전로봇을중심으로공공수요를적극발굴하겠음 * 소셜로봇 : 사람과대화, 감정교감이가능한로봇으로매장, 홈서비스등활용가능 20년까지 80개프로젝트추진을통해선도시장을창출하고사업화적용실적 (Track Record) 을확보할수있도록지원함 18년평창동계올림픽을우리로봇의우수성을전세계에알릴수있는기회로삼아, 무인이송로봇, 안내로봇등을경기장이나공항등에투입함 무인이송로봇안전을위한개발가이드라인과사고대응기준을업계와공동으로마련하고, 의료재활로봇의활용확대방안을보건복지부등관계부처와협의하는등시장활성화를위한선제적제도정비를추진함 공급역량강화 로봇전문기업육성을위해기술력과산업화잠재력을보유한로봇기업들의부설연구소를 첨단로봇상용화연구센터 로지정하여향후 4년간민관공동으로 1,000억원이상을투자하겠음 ( 기업당 100억원내외 ) 20년까지혁신적로봇新제품을 20개이상개발 출시지원함 294

303 전략제품현황분석 휴머노이드로봇연구센터 를설치하여고속 고출력휴머노이드플랫폼, 보행 조작성능고도화에필요한핵심요소기술개발등세계최고수준의휴머노이드기술력을확보하고, 석박사급전문연구인력양성을추진함 연말까지국내대학또는연구소를선발, 5년간 150억원집중투자함 또한, 중소 중견기업이필요로하는현장전문인력양성을위한맞춤형프로그램을확대하고, 로봇마이스터고와특성화고학생들을대상으로기업현장인턴십도지원하는등 20년까지우수연구인력 300명, 현장전문인력 1,000명이상양성추진함 모터, 감속기, 제어기등로봇부품의국산화등로봇핵심기술개발을집중지원하고, 로봇 R&D 지원방식도혁신하는등향후 5년간민관공동으로 3,500억원이상을집중투입하겠음 상용화기술과원천기술개발을차별화하여전략적으로지원하고, 창의적아이디어경쟁을통해성과를극대화할수있도록임무수행형과제도도입함 ( 상용화기술 ) 기업주관, 사업화수요에기반하여성장 유망분야제품중심지원함 ( 원천기술 ) 대학은중소형 기초원천, 출연연은중대형 임무부여형중장기지원함 전망및기대 세계각국은 4차산업혁명에따른새로운흐름에따라글로벌시장의주도권확보를두고치열한경쟁을펼치고있으며, 로봇산업도지금까지의단순제품공급위주에서벗어나, 이제는 ICT와인공지능기술을결합한다양한솔루션과서비스를제공하는형태로급속히변화중이라고전망함 우리기업들도이러한변화의흐름에적극대응하고있으나급속하게변화하는글로벌비즈니스환경에서뒤처지지않기위해서는지금보다더욱빠른속도로변화해나가야한다고강조함 295

304 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 라. 특허동향분석 (1) 연도별출원동향 인간친화형협동머니퓰레이터로봇기술의지난 7년 ( 10~ 16) 간출원동향 45) 을살펴보면연도별로출원경향이증가와감소를반복하고있어지속적으로인간친화형협동머니퓰레이터로봇관련기술개발이활발함 각국가별로살펴보면미국의출원경향은급격한감소와증가를반복하는추세를, 일본은감소후증가추세를, 유럽은서서히감소하는경향을보이고있으며, 한국은큰변화없이출원건수를유지함 국가별출원비중을살펴보면미국이 43.4% 로최대출원국으로서인간친화형협동머니퓰레이 터로봇기술을리드하고있는것으로나타났으며, 뒤를이어일본이 31.6%, 유럽이 17.4% 를나타내고한국은 7.6% 로다소미미한편임 [ 인간친화형협동머니퓰레이터로봇관련기술연도별출원동향 ] 45) 특허출원후 1 년 6 개월이경과하여야공개되는특허제도의특성상실제출원이이루어졌으나아직공개되지않은미공개데이터가존재하여 2015, 2016 년데이터가적게나타나는것에대하여유의해야함 296

305 전략제품 현황분석 (2) 국가별 출원현황 한국의 출원현황을 살펴보면 2010년 이후 출원이 소폭 증가하는 경향을 보이고 있으나, 외국 인의 출원은 점차 감소함 외국인의 출원 감소현상이 두드러지는 이유를 살펴보면 인간친화형 협동 머니퓰레이터 로봇기술의 국내 시장에 대한 외국인의 선호도가 감소하고 있는 것으로 추정됨 일본의 출원현황은 2010년을 기점으로 감소와 증가추세를 반복하고 있으며, 출원인 대부분이 자국 출원으로 일본 내의 기술력이 우수한 것으로 추정되나 2012년 이후 외국인 출원이 늘고 있음 미국의 출원현황은 감소와 증가를 반복하며 지속적으로 일정 수준을 유지하고 있는데, 내국인 출원보다는 외국 국적 출원인의 출원으로 증가와 감소가 결정되고 있음, 유럽은 2010년을 기 준으로 소폭 감소하고 있으나 외국인 출원 비중은 오히려 늘어남 [ 국가별 출원현황 ] 297

306 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 (3) 투입기술및융합성분석 인간친화형협동머니퓰레이터로봇기술분야의투입기술을확인하기위하여특허분류코드인 IPC Code 46) 를통하여살펴본결과, 인간친화형협동머니퓰레이터로봇기술분야의가장높은 IPC는 B25J 기술분야가 412건으로가장많이차지하고있으며, 이어서 A61B가 264건, G05B가 59건으로다수를차지함 이외에 G06F 53건, B23K 29건, B65G 22건, G01N16건, G03F 14건, G01R 12건, B23Q 9 건순으로기술이투입되어있어인간친화형협동머니퓰레이터로봇기술분야에다양한기술이융합되어존재함 더불어해당 IPC의특허인용수명을살펴보면 B65G 기술분야의수명이 10년으로가장긴것으로나타났으며, G03F 기술분야는 5년으로가장짧은것으로분석됨 [ 인간친화형협동머니퓰레이터로봇기술분야상위투입기술 ] IPC 기술내용특허인용수명 (TCT) 47) B25J 메니플레이터 ; 메니플레이터장치를갖는실 ( 室 ) 8 년 A61B 진단 ; 수술 ; 개인식별 9 년 G05B 제어계또는조정계일반 ; 이와같은계의기능요소 ; 이와같은계또는요소의감시또는시험장치 6 년 G06F 전기에의한디지털데이터처리 6 년 B23K 납땜또는비납땜 ; 용접 ; 납땜또는용접에의하여클래딩또는피복 ; 국부가열에의한절단 8 년 B65G 운반또는저장장치 10 년 G01N 재료의화학적또는물리적성질의검출에의한재료의조사또는분석 9 년 G03F 사진제판법에의한요철화또는패턴화표면의제조 5 년 G01R 전기변량의측정 ; 자기변량의측정 7 년 B23Q 공작기계의세부, 구성부분, 또는부속장치 8 년 46) 전세계적으로통용되고있는국제특허분류 (IPC: International Patent Classification) 를통해특허정보기술분야에서공지기술을조사할수있으며, 기술및권리정보에용이하게접근가능 47) 특허인용수명지수는후방인용 (Backward Citation) 에기반한특허인용수명의평균, Q1, Q2( 중앙값 ), Q3 에대한통계값을제시함. 특히이와같이산출된 Q2 는 TCT(Technology Cycle Time, 기술순환주기또는기술수명주기 ) 라고부름 298

307 전략제품 현황분석 투입기술이 가능 많은 B25J 분야와 융합이 높게 이루어진 기술은 G05B 분야로 나타났으며, A61B, B65G 분야와도 나타 융합된 기술의 건수가 높은 것으로 분석됨 이외에 A61B 분야와 융합된 기술은 G02B, A61M 분야의 기술이 많은 것으로 나타났으며, G05B 분야와 융합된 기술은 G06F B23K, G01L 분야의 기술로 분석됨 [ 인간친화형 협동 머니퓰레이터 로봇 기술 분야 IPC 기술 및 융합성 ] (4) 주요출원인 분석 세계 주요 출원인을 살펴보면 주로 미국의 출원인이 다수의 특허를 보유하고 있는 것으로 나타 났으며, 한국은 삼성전자가 유일하고, 일본과 독일 출원인의 출원건수도 높게 나타남 출원건수 1위의 출원인은 미국 국적인 NTUITIVESURGICAL INC이며, 그 뒤를 일본 국적 OLYMPUS CORP와 독일 국적 KUKA ROBOTER GMBH가 차지하고 있고, 기타 미국의 다수 기 업과 독일, 일본, 한국이 특허를 일부 확보하고 있음 기타 미국의 주요 출원인으로는 GOOGLE, SRI INTERNATIONA, INDUSTRIAL PERCEPTION INC이 다수의 특허를 보유하고 있는 것으로 나타났으며, 독일 출원인으로 CARL ZEISS SMS GMBH, KUKA LABORATORIES GMBH도 다수 특허를 확보하고 있음 미국 기업인 INTUITIVESURGICAL INC가 3극 패밀리수가 57건으로 다국적으로 시장을 확보하 299

308 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 며출원을하고있는것으로보이며, 일본기업인 OLYMPUS CORP 도 33 건으로다양한국가 에출원을하고있는것으로나타남 미국기업인 INTUITIVESURGICAL INC 이확보한특허의피인용지수가 4 로가장높게나타나 원천기술을다수보유하고있는것으로분석됨 [ 주요출원인의출원현황 ] 주요출원인 국가 주요 IP시장국 ( 건수 %) 한국미국일본유럽 IP시장국종합 3극패밀리수 ( 건 ) 피인용지수 주력기술분야 INTUITIVESURGICAL INC 미국 % 86% 0% 0% 미국 57 4 머니퓰레이터하드웨어 OLYMPUS CORP 일본 % 100% 0% 0% 미국 머니퓰레이터시스템 KUKA ROBOTER GMBH 독일 % 100% 0% 0% 미국 머니퓰레이터제어 CARL ZEISS SMS GMBH 독일 % 100% 0% 0% 미국 10 0 머니퓰레이터제어기구 ( 렌즈등 ) 삼성전자주식회사 한국 % 80% 0% 0% 미국 제어시스템 ( 원격포함 ) CANON KK 일본 % 100% 0% 0% 미국 로봇장치 GOOGLE INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 8 0 로봇장치 SRI INTERNATIONAL 미국 % 100% 0% 0% 미국 제어시스템 INDUSTRIAL PERCEPTION INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 로봇장치 KUKA LABORATORIES GMBH 독일 % 100% 0% 0% 미국 머니퓰레이터제어 300

309 전략제품 현황분석 (5) 국내 출원인 동향 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 삼성전자의 출원건수가 2건으로 가장 높게 나타났으며, 중소기업으로는 제이지테크윈, 엘아이지넥스원, (주)얼리이드테크파인더즈가 각각 1건씩의 출원 건수를 나타내 본 기술에 대한 국내 연구 활동이 미미한 것으로 드러남 기타 대기업의 출원인으로 현대중공업, 한전케이피에스, 엘지디스플레이, 에스티엑스조선해양, 대우 조선해양 등이 나타남 기업 이외의 주요 출원인을 살펴보면 연구소/공공기관으로 국방과학연구소가 4건, 한국원자력 연구원과 한국생산기술연구원이 각각 1건씩의 출원이 있고, 대학으로는 순천대학교, 고려대학 교가 각각 3건씩, 나머지 대학교들도 각각 1건~2건씩의 출원을 나타내 기업에 비해 다소 활발 한 연구 활동을 보임 [ 국내 주요출원인의 출원 현황 ] 301

310 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 5. 중소기업환경 가. 중소기업경쟁력 인간친화형협동머니퓰레이터로봇분야는현대중공업등일부대기업을중심으로시장참여를 시도하고있으나, 국내중소기업경쟁력은열위한수준임. 이는고속, 고정밀로봇및핵심부품 관련국내로봇기술이부족하고, 국산로봇머니퓰레이터에대한신뢰성이부족하기때문임 기술분류주요기술대기업중소기업중소기업참여영역중소기업 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 [ 인간친화형협동머니퓰레이터로봇분야중소기업현황 ] 고속, 고정밀로봇제조기술 참여정도 현대중공업부품제작 * 중소기업참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 나. 중소기업기술수요 인간친화형협동머니퓰레이터로봇분야의중소기업의기술수요를파악하기위하여중소기업기술수요조사및중소기업청 R&D신청과제 (2013~2015 년 ) 를분석한결과아래표의내용과같은수요들이다수있는것으로분석 인간친화형협동머니퓰레이터로봇분야에서중소기업은기계자동화기술, 계측 / 센서기출, 제어및지능화기술, 조립 / 정밀이송기술등에관심이있는것으로나타났으며, 유망제품으로산업용로봇, 원격조종기, 자동차자체용접, 제조용로봇액추에이터등에높은수요가있는것으로나타남 302

311 전략제품 현황분석 [ 협동 로봇 분야 과제신청현황 및 수요조사결과 ] 전략제품 기술 분류 관심기술 6속 플렌지 연삭가공기의 부품이송 자동화장치 개발 성형(Forming) 및 절단( Cutting) 속도가 최대 45cpm 이상을 달성하 는 일체형 열성형 장비(In-Line Thermo-Former) 개발 기술 기계 자동화 기술 Intank연료필터를 위한 이액형 접착제 도포로봇개발 회전식 다단적재 공급 장치가 부착된 상하 인덱싱 3위치 동시공급 로 더형 부품세척 방식도입의 세척공정개선 기술개발 robot arm을 이용하여 안테나를 빠르고 정확하게 자동으로 삽입하는 기계개발 IoT 기반 무인형 스마트 농업 자동화 시스템 및 재배단 이송 로봇 개 발 기타 로봇/자동화기계 관련기술 반도체 제조 공정 환경에 적용할 저 전력 자기발생 장치, 자기 검출센 서 개발 및 보급형 자율 주행 로봇 개발 스카라 산업용 교육로봇의 반복정밀도 및 파지력 향상을 위한 기술개 발 협동 로봇 3단 볼슬라이드 레일 정밀 조립 자동화 기술 개발 로봇 비젼 및 생산자동화 기술 자동화 관련 계측/센서 기술 소구경 배관 내부 정밀 오버레이 용접 자동화 시스템 개발 모바일 디바이스 조립을 위한 마이크로피치 레이저솔더링 로봇시스템 개발 무선진동센서를 이용한 플랜트 설비의 저전력 모니터링 시스템 개발 로봇을 이용한 난삭재 커팅 시스템 개발 로봇 제어 및 지능화기술 제품 품질 개선 및 원가절감을 위한 임베디드 시스템 기반 다시점 구 조용 접착제 머신 비전 기술 개발 로봇/자동화기계 관련 S/W 자동화 생산공정의 혁신적 개선을 위한 진보된 OPC Server 패키지 개 발 조립/정밀 이송기술 리드스위치 불량율 저감을 위한 자동차 장치 개발 대형 에이프런 컨베이어 체인의 무용접 제조기술 개발 303

312 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 다. 중소기업핵심기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 인간친화형협동머니퓰레이터로봇기술의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출 인간친화형협동머니퓰레이터로봇기술의특허및논문유효데이터를기반으로키워드클러스터링을통하여 12개의요소기술후보군을도출 제품별 dataset 구축 : 인간친화형협동머니퓰레이터로봇기술관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인-빈도수 (tf-idf) 48) 가상위 30% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 49) 가 2이상인클러스터로제한 ) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 각키워드를나타내는원과키워드간의연관도를나타내는직선으로구성 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 키워드로도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 인간친화형협동머니퓰레이터로봇기술전략제품의특허 논문유효데이터에대하여키워드클러스터링결과를기반으로요소기술도출 데이터기반의요소기술도출은키워드클러스터링을통해도출된요소기술에대하여전문가의검증및조정을통하여요소기술을도출 48) 빈도수 (tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 49) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 304

313 전략제품 현황분석 [ 인간친화형 협동 머니퓰레이터 로봇 분야 키워드 클러스터링 ] [ 인간친화형 협동 머니퓰레이터 로봇 분야 주요 키워드 및 관련문헌 ] No 주요 키워드 클러스터 01 manipulator arm 클러스터 02 robotic manipulator 클러스터 03 control device 클러스터 04 surgical instrument 연관도 수치 관련특허/논문 제목 4~5 1. Method for manually adjusting the pose of a manipulator arm of an industrial robot and industrial robots 2. Simulations and experimental demonstration of coupling molecular and macroscopic level modalities with a robotic manipulator 4~6 1. 실린더 형태의 큰 작업영역을 갖는 병렬형 로봇기구 2. Moveable apparatuses having robotic manipulators and conveyors to facilitate object movement 3. Simulations and experimental demonstration of coupling molecular and macroscopic level modalities with a robotic manipulator 5~7 1. Control device and 2. REMOTE CONTROL 3. A framework of control of constrained 4~5 1. Automated robotic system for surgical instrument storage and retrieval 2. STERILE DRAPE INTERFACE FOR ROBOT SURGICAL INSTRUMENT method for a manipulator DEVICE terminal sliding mode for force/position manipulators 305

314 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 05 클러스터 06 end effector 4~6 distal end 4~7 1. END EFFECTOR MANIPULATION 2. End effector and remote control apparatus 3. End effector for a manipulator and device and method for machining and/or handling of workpieces 1. Apparatus for Measuring Distal Forces on a Working Instrument 2. Non-contact optical distance and tactile sensing system and method 3. A study of accuracy for a single Time of Flight camera capturing knee flexion movement 클러스터 07 control system 4~6 1. Programming method for a robot, programming apparatus for a robot, and robot control system 2. Robot control method, robot control device, and robot control system 3. International Conference on Mechanical Engineering and Applied Mechanics, MEAM 클러스터 08 manipulator system 4~7 1. MANIPULATOR SYSTEM 2. Robot manipulator system 3. OPERATION INPUT UNIT AND MANIPULATOR SYSTEM 클러스터 09 bending system 6~8 1. AUTOMATED SURGICAL ROD CUTTER AND BENDER INCLUDING A POWER-BASE, ASSEMBLY FOR ROD CUTTING, AND ASSEMBLY FOR ROD BENDING 2. TREATMENT INSTRUMENT SYSTEM AND MANIPULATOR SYSTEM 클러스터 10 operating unit 4~6 1. METHOD FOR OPERATING A VACUUM GRIPPING DEVICE, VACUUM CONTROL DEVICE AND MANIPULATOR 2. OPTICAL POTENTIOMETER AND OPERATING DEVICE 3. Implementation of an embodied general reinforcement learner on a serial link manipulator (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여최종요소기술명확정 306

315 전략제품현황분석 [ 인간친화형협동머니퓰레이터로봇분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 설계 센서시스템 제어알고리즘 다축관절을통한자유도증가소프트패드를통한충격감소로봇의모듈화비전시스템작업의지속가능판단기술외부접촉및충격감지반복학습최적화알고리즘상태가시화알고리즘모션학습제어알고리즘정합제어알고리즘원점초기화알고리즘사용자의의도파악알고리즘선호동작인지알고리즘 전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정전문가선정 안전성협동로봇안전성전문가선정 협동로봇구동알고리즘및제어 하드웨어 머니퓰레이터로봇의이동반복 / 재현제어기술인체동작해석 / 보정 / 보상기술안전구동제어기술능동구동기술머니퓰레이터기구개발기술사용자인터페이스개발기술저장장치기술 특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링특허 / 논문클러스터링 (3) 핵심기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 핵심기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을고려하여평가 307

316 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 [ 인간친화형협동로봇플랫폼및서비스분야핵심기술 ] 분류핵심기술개요 설계 다축관절을통한자유도증가 다축관절에의한자유도증가를통한좁은공간에서작업가능및넓은작업반경기술 센서시스템외부접촉및충격감지 압력센서를이용하여물체또는사람을통한외부의충격및접촉감지를통한작업작업을멈추는기술 안전성 협동로봇안전성 사람과함께작업시센서이용및모터토크의제한을통한안전기술 협동로봇구동알고리즘및제어 머니퓰레이터로봇의이동반복 / 재현제어기술 안전구동제어기술 데이터를통한반복 / 재현기술 능동구동기술 하드웨어 머니퓰레이터기구개발기술 머니퓰레이터로봇의기구적구성및시스템 308

317 전략제품현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 인간친화형협동머니퓰레이터기술로드맵 309

318 인간친화형협동머니퓰레이터로봇 나. 연구개발목표설정 [ 협동머니퓰레이터분야핵심기술연구목표 ] 분류핵심기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 다축관절을통한자유도증가 관절수 7 축설계 7 축개발 - 7 축다관절로봇개발 기구설계 초경량머니퓰레이터 기구개발기술 무게감축도 (%) - 70% 이상 - 기존 7 축다관절로봇대비 70% 이상감축 사용자의도파악 알고리즘 정확도 (%) 70% 이상 80% 이상 90% 이상 사용자의도파악정확도 90% 이상 제어 안전구동제어기술 충격력감지정확도 (%) 충격력감지정확도 90% 이상 인간과로봇간의접근 거리센싱기술 센싱정확도 (%) 상호이격거리정확도 90% 이상 안전성 외부접촉및충격 감지기술 외부충격력감지 (N) 외부충격력감지 협동로봇안전성기술 국제안전표준기준부합 ISO ISO TS 국제표준에부합한개발 310

319

320 전략제품 현황분석 의료/재활 로봇

321

322 의료 / 재활로봇 정의및범위 의료 / 재활로봇은정형외과적질환이나신경계질환으로인해운동에장애를가진고령자또는장애인에게육체적지원, 고령자의인지능력향상지원등을통해사회또는일상생활을지원하고재택진료및전문의료서비스를제공하는로봇으로정의 의료 / 재활로봇은고령인또는장애인, 도움이필요한일반인을대상으로서비스를제공하며, 재활훈련로봇, 이동지원로봇, 생활지원로봇등을포함 정부지원정책 산업통상자원부는 2014 년 7 월 제 2 차중기 ( 14~ 18 년 ) 지능형로봇기본계획발표 를통해 재난대응로봇, 로봇헬스타운 등앞으로높은성장이전망되는전문서비스용로봇분야의 글로벌선도형대형연구개발 (R&D) 프로젝트 추진 수요기획전담조직신설, 연구개발인력풀확대등로봇연구개발전주기를혁신하고미로봇공학챌린지 (DRC) 식경진대회형연구개발 (R&D) 프로젝트신설 또한, 그간기술 제품에비해상대적으로취약하였던로봇부품 (S/W) 서비스 ( 무인운반차, 감정로봇등 ) 분야연구개발 (R&D) 투자강화 로봇산업범위를로봇제품에국한하지않고, 로봇기술의타제조 서비스분야확산을위해 7 대로봇융합 ( 제조, 자동차, 의료 재활, 문화, 국반, 교육, 해양 ) 비즈니스전략로드맵 을수립 대규모로봇신시장창출을위한로봇보급사업을전략적으로활용하는한편, 로봇선진국과글로벌협력또한강화 국내로봇제품인증 표준의국제화를통해수출확대, 중소기업중심로봇전문인력양성을통해개발형로봇산업생태계를조성 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 정부의적극적인연구개발지원 로봇에대해거부감없이받아들일수있는사회적환경조성기회 (Opportunity) 고령화, 1인가구증가등에따른수요확대예상 지능형서비스로봇분야에대한국가연구개발사업추진 약점 (Weakness) 선진국과의높은기술격차및열위한시장점유율 전문인력및개발비용이커서중소기업들이접근하기쉽지않은분야 사용자의기능및가격불만족위협 (Threat) 글로벌기업이세계시장선점으로인한수출시장의초기진입애로 선진국가들과의높은기술격차로국내시장잠식우려 중소기업의시장대응전략 정부의정책적인연구지원만에시장성공의절대적요소 의료재활로봇관련기반기술확보부터시작하여기술융복합까지이어질수있는장기계획수립 중소기업이경쟁력을가지고있는분야 ( 이동지원기기등 ) 를기반으로확장성있는기술지원필요

323 핵심기술로드맵

324 의료/재활 로봇 1. 개요 가. 정의 및 필요성 의료/재활 로봇은 정형외과 적 질환이나 신경계 질환으로 인해 운동에 장애를 가진 고령자 또는 장 애인에게 육체적 지원, 고령자의 인지능력향상 지원 등을 통해 사회 또는 일상생활을 지원하고 재택 진료 및 전문 의료 서비스를 제공하는 로봇으로 정의 개인일상 활동 공간 또는 주거 공간에서 건강, 안전ㆍ보안, 진단 및 처방, 재활 보조, 정보제공 등 개인의 삶을 지원하기 위한 서비스 제공 목적 의료/재활 로봇은 고령인 또는 장애인, 도움이 필요한 일반인을 대상으로 서비스를 제공하며, 재활 훈련 로봇, 이동 지원 로봇, 생활 지원 로봇 등을 포함 의료기기, 재활기기, 고령친화기기, 운동기기 등 전기ㆍ기계적인 제품을 통칭하는 헬스케어간의 통 합 또는 센싱 모니터링 정보 분석 피드백의 과정에 관한 체계를 헬스 케어 시스템으로 정의 재활 훈련 로봇 이동 지원 로봇 생활 지원 로봇 [ 의료/재활 로봇 ] 의료기술의 발달과 인간의 수명이 증가하고 사고 후 환자의 회생률이 증가함에 따라 고령화와 사고 등으로 인한 신경계 관련 질환 환자수도 증가하는 추세이며, 출산율의 저하로 고령자 및 장애인을 돌볼 수 있는 젊은 인력은 감소할 것으로 예상되어 의료/재활 로봇 개발에 대한 사회적인 요구가 증가할 것으로 전망 재활의료분야는 기존의 기계, 전자, 소재와 같은 전통기술에서 벗어나 로봇, IT기술 등과 같은 여 러 타 분야의 기술과 융복합하고 있음 특히, 재활의료분야의 로봇융합은 현재진행형이며, 향후 시 316

325 전략제품 현황분석 장에서 가장 각광받는 부가가치가 매우 높은 분야로 진단됨 특히 최근의 해외 선진국은 단순히 재활/치료 로봇 이라는 카테고리에서 벗어나 건강한 삶의 반 려자 로 의료/재활 로봇의 패러다임이 변화하고 있으며, 일상생활지원 등으로 로봇의 활용 범위가 확대하고 있음 * 자료 : 재활의료기기 기술 동향 및 전망, 한국산업기술평가관리원, [ 등록 장애인 추이 및 전체인구 대비비중 ] 전쟁과 산업재해, 교통재해, 각종 지병 등으로 인하여 사회적으로 장애를 가진 사람들이 점차 증가 하고 있으며, 국내에서는 2015 장애인 통계를 통해 파악된 장애 인구수는 총 약 250만 명으로, 인 구고령화, 후천적 원인에 의한 장애발생 증가에도 불구하고 산업재해나 교통사고의 감소로 인하여 2011년 조사(총 252명)에 비해 약간씩 감소하고 있음 또한 급속한 경제발전에 따른 의학과 관련 산업의 비약적 발전은 2015년에 이미 65세 이상의 노 령인구가 전인구의 13.1%를 차지함으로써 우리나라는 고령화 사회에 본격 진입하고 있음. * 자료 : 재활의료기기 기술 동향 및 전망, 한국산업기술평가관리원, [ 65세 이상 고령자 추이(2015) ] 317

326 의료 / 재활로봇 현재우리나라는고령화속도가세계에서가장빠른반면재활기술은시작단계이며, 세계시장에 진입을시도하지못하는상태이므로세계적수준에견줄만한기술분야활성화가필요 318

327 전략제품현황분석 나. 범위 (1) 제품분류관점 의료 / 재활로봇은적용기술에따라근력보조, 재활및보행보조를위한재활훈련로봇, 노약자및장애인의이동보조를위한이동지원로봇, 인간중심의서비스제공수단으로발전하고있는생활지원로봇으로구분 재활훈련로봇에는소프트상 / 하지재활보조로봇, 가상현실기반재활치료시스템기술등포함 이동지원로봇에는첨단전동휠체어기술, 근력보조슈트기술등포함 생활지원로봇에는통합가정간병기술, 행동 / 습관패턴감지를위한휴대용센서등포함 치료용의료 / 재활로봇은뇌졸중, 척수손상, 뇌손상과같이주로중앙또는주변신경계의손상으로인한마비환자의신경가소성을중심으로한재활치료를목적으로, 치료사가환자를안전하게훈련시킬수있도록위험하고어려운치료를대신하는역할을하며, 재활치료부위에따라손재활을포함한상지재활과이동과관련된하지재활등으로구분 상지치료용재활로봇은상지의반복적인움직임을통한재활운동을가능하게하며, 일상생활과관련된반복적인움직임을통해실생활을도울수있는방향으로연구진행 뇌졸중환자는관절의구축외에도신체의움직이는속도에비례하여발생하는강직과골다공증등에대한임상상태의고려가필요 하지치료용재활로봇은보행의회복또는유지에활용되며, 보행을위해체중을지지하며, 하지의움직임을돕는데필요 기립, 보행, 균형등의하지를중심으로한훈련이대표적이며, 치료사에게환자의넘어짐등을포함하여안전하게치료를수행하는데필요 상 / 하지재활로봇치료는로봇을사용한정량적인측정및제어를기반으로기존의정성적인재활치료방법을정략적, 객관적으로구현하고또한, 정량적검진에도활용하고있음 기존의재활로봇기술과가상현실기반인터페이스를연동함으로써재활치료의동기부여를극대화하는기술로써병원뿐만아니라가정에서의원격재활치료및검진에활용될수있는기술개발필요 319

328 의료/재활 로봇 가상현실 게임을 이용한 원격재활 기술 소프트 재활 보조 로봇 * 출처 : 융합연구정책센터 [ 재활 훈련 로봇 ] 기존의 단단한 구조의 외골격 형태의 로봇에서 최근에는 착용성 향상을 위한 유연한 소재를 이용 한 소프트 웨어러블 재활 기기의 개발이 활발히 진행 착용성이 뛰어난 유연한 소재기술, 와이어를 이용한 동력전달기술, 피부밀착형 센서의 동작 측정 및 보정기술 등의 주요 요소기술들의 개발이 필요 이동 지원용 의료/재활 로봇은 보행이 불편한 장애인이나 고령자의 이동을 지원하기 위한 보조기기 의 목적으로, 휠체어, 근력보조 슈트, 각종 리프트, 보행보조차 등으로 구분됨 이동 지원용 의료/재활 로봇 기술은 사용자의 편의에 따라 탑승 이동기술, 탑승/보행이동기술, 보행이동 보조기술 등으로 분류 국산제품의 고품질화를 위해 방향조절 및 안전장치의 정밀성, 모터 및 배터리의 고 효율성, 무게 나 강도를 증가시키기 위한 소재 및 시스템 개발 등 필요 첨단전동 휠체어는 최근 스마트 기술과의 융합을 통해 지능형, 사용자 맞춤형으로 진화하고 있으며, 이를 위해 고정밀 위치제어 Unit 및 현가시스템, Power module Unit, 차체소재 및 MMI(Man-Machine Interface) 시스템, Barrier-free 기술 등의 구현 필요 고정밀 제어 기술로는 자이로센서를 이용한 3차원 위치제어 및 항법 장치, 외란 및 시스템 불확실 성에 대응하는 3차원 비선형 위치제어 기술, 부하 가변형 MR(Magneto-Rheological) 브레이크 시스템 및 안정장치 개발 기술, 진동제어 및 승차감 향상을 위한 가변 MR 쑈크업소버 시스템개발 등 포함 고집적 관련 기술로는 소형 디스크 타입 SL BLDC 모터, 구동 모터 드라이버 설계 기술, 극 저소 음 고효율 감속기 시스템 기술, 부하 가변형 MR브레이크 설계 및 제어 기술, 고효율 고용량 리튬 이온 배터리 기술 등 포함 차체소재 및 MMI 관련 기술로는 압전 작동기와 센서를 삽입한 고강도 복합소재의 스마트 및 신 소재구조물 개발 기술, 3차원 부품정밀설계기술, 모듈화 차체 디자인 및 설계기술, 다기능 편의시 스템(눕기, 서기, 회전, 틸트 리크라이닝 등) 기술, 전신마비환자용 특수 조종 장치 기술, 주변 환 경인식 및 제어(ECS) 기술, 생체신호검출 및 제어 기술, 시트욕창예방기술, OPC 기술 등 포함 320

329 전략제품 현황분석 미국 Tank Chair 사의 Tank Chair Independence Tech사의 ibot * 출처 : 한국산업기술평가관리원 [ 이동 지원 로봇 ] 근력보조 슈트는 인간의 힘을 증폭 또는 지원하기 위하여 신체의 외부에 부착하여 작업을 수행할 수 있는 외골격 형태의 로봇을 말하며, 인간의 몸에 착용되어 사용자의 동작의도 신호를 기반으로 액추에이터를 구동함으로써 팔, 다리의 근력을 지원 또는 증폭시켜 인간의 물리적인 작업 능력을 증 대시키는 기능을 수행함 근력이 약한 노인들의 근력 지원 또는 장애인의 재활에 사용할 수 있으며, 장시간 반복적인 보행 훈련, 환자의 관절각, 관절 토크 등의 정밀모니터링이 가능함 통합개념분석 및 시험평가를 위한 시스템 통합 기술과 인체공학적 관절메커니즘 및 소형/고출력 액추에이터 개발을 위한 구동/메커니즘 기술, 다양한 센서를 이용하여 착용자의 운동의도를 인식 하기 위한 운동의도 인식/추정기술 및 지속성을 증대시키기 위한 휴대용 전원공급 기술 등의 개발 필요 생활 지원형 의료/재활 로봇은 노령화 및 인구구조 변화로 인해 환자 수 대비 간병인 수가 충분하 지 않은 상황에서 환자를 지원할 수 있는 로봇으로 최근 관련 요구가 높아지는 상황이며, 행동/습관 관련 감지를 위한 휴대용 센서, 통합가정 간변 기술, 장애인 스마트 홈 관련기술 등으로 구분됨 321

330 의료/재활 로봇 * 출처 : e-kiet 산업경제정보(산업연구원) [ 스마트 헬스케어산업 생태계 ] 웨어러블 스마트기기(휴대용 센서)는 사용자가 이동 또는 활동 중에도 자유롭게 사용할 수 있도록 신체나 의복에 착용 가능하도록 규모가 작고 가볍게 개발되어 신체의 가장 가까운 곳에서 사용자와 소통가능한 차세대 전자기기로, 신체에 부착하여 컴퓨팅 행위를 할 수 있는 모든 전자기기를 지칭 함 사물인터넷(IoT) 기술의 발달과 라이프 로그의 확산을 통해 정보기술의 기술적 발전에 따라 사람 과 사물, 사물과 사물 등으로 연결범위가 확대되고 있는 추세이며, 최근에는 건강에 대한 관심 증 대로 건강관리 분야에서 IoT를 가장 활발하게 이용하고 있음 IoT기술을 사용하는 센서의 수는 2015년 100억 개에서 2020년 1조 개로 폭발적인 증가세를 나 타내며, 1인당 평균 7개의 IoT 연결기기를 가지게 될 것으로 전망 322

331 전략제품 현황분석 [ 제품분류 관점 기술범위 ] 전략제품 제품분류 관점 세부기술 골격 없이 재활 및 보조에 필요한 힘을 전달해주는 새로운 메커니즘 기 소프트 상/하지 재활 보조 로봇 이동 지원 로봇 착용성이 뛰어난 유연한 소재기술, 와이어를 이용한 동력전달기술, 피부 밀착형 센서의 동작 측정 및 보정기술 등 재활 훈련 로봇 의료/재활 로봇 술 가상현실기반 재활치료 시스템 기술 가상현실을 통해 재활 치료를 목적으로 하는 시스템 기술 첨단전동 휠체어 기술 전동, 전기로 구동되는 노약자 및 장애인용 이동수단 및 휠체어 등의 개 근력보조 슈트 기술 인지ㆍ운동능력 평가, 개입ㆍ훈련의 개인별 최적화, 직업이나 사회생활을 위한 재교육ㆍ훈련, 병증에 대한 환자, 가족, 의사간의 상호이해 등 발 기술 근력보조를 위한 외골격 근육 슈트 등의 개발 건강과 관련한 생활습관을 정의하고, 일상생활에서 개인의 활동을 모니터 생활 지원 로봇 행동/습관 패턴 감지를 위한 휴대용 센서 링 하여 개인의 건간 생활습관을 인식하는 기술 운동, 식이, 수면 자세 등의 건강과 관련한 생활습관을 Wearable기기, 스마트폰, IoT센서 등을 통해 자동으로 인식 통합가정 간병 기술 욕창예방 제품, 인공호흡장치, 배변처리장치, 배뇨처리장치, 간병로봇, 목 욕침대, 환자 감시 장치 등의 개발 기술 (2) 공급망 관점 의료/재활 로봇의 공급망은 부품 및 모듈, 원격 진료 및 모니터링, 신체 기능 개선 및 보조, 콘 텐츠 및 서비스 등으로 분류되며, 원격 센서, 영상 전송 모듈, 원격 전송 및 모니터링 기술, 인 체공학적 설계 기술, 플랫폼 기술, 원격 화상 음성 기반 헬스 케어 서비스 등을 포함 [ 공급망 관점 기술범위 ] 전략제품 공급망 관점 세부기술 부품 및 모듈 디스플레이 모듈, 머니퓰레이터 모듈, 힘/토크 센서, 원격 센서, 영상 전송모듈, 행동완성 제어 모듈, 로봇용 제어 모듈 등 원격 진료 및 모니터링 원격 화상/음성 기반 문진 처방 기술, 생체 신호 융합 처리 기술, 원 격 전송 및 모니터링 기술 등 신체 기능 개선 및 보조 보행 제어 기술, 자율ㆍ이동 기술, 구동 메커니즘 기술, 인체공학적 설계 기술, 플랫폼 기술 등 콘텐츠 및 서비스 교육, 오락, 헬스 케어, 생활 정보 콘텐츠 제작, 원격 화상ㆍ음성 기 반 헬스케어 서비스 등 의료/재활 로봇 323

332 의료 / 재활로봇 2. 산업환경분석 가. 산업특징및구조 (1) 산업의특징 재활로봇을포함하는로봇산업은기계, 금속, 반도체, 전기 전자, 컴퓨팅SW, 센서, 통신 네트워크등다양한사업을아우르는융복합적성격을지니고있는산업 기계기술, IT, BT, 반도체, 인간공학, 의료산업등의유기적인연계가필요한산업으로광범위한융합특성을가지고있는구조 원천기술개발및제품화를위해정부의지속적인지원, 현장맞춤형가이드라인제공, 관련 R&D 공고등이복합적으로융합되어야상용화가가능하며, 중소 벤처기업의인프라지원이무엇보다시급 반면신체운동보조및재활보조로봇은의료용로봇분야에속하며인체를대상으로하는의료행위가동반되는특성상다른로봇에비해높은안정성및신뢰성을필요하기때문에민간중소기업만의노력으로는큰발전을기대하기어려움 때문에국가적주도를통한기술개발로초기투자비용에따른기업부담을줄이고가능한기술의분업화로다수의기업들에혜택이나눠질수있도록대기업과국가적인지원이필요 재활로봇은인체를대상으로하는특성상다른로봇에비해대량생산이어려운측면이있음. 일반적인제조용로봇분야와기술적인접근방법이달라기존의제조용로봇업체가즉각적인시장진입이어려우며이와관련된특화된인력및기술지원등이필요한구조 현재관련제품들의가격이고가이라개인이직접적인수요자가되기에는여러가지어려운점이있음 이에따라우선적인수요예상처가될수있는곳은병원 / 요양원또는노인복지시설이며이들수요처의구매력향상을위해정부의복지예산편성등정책적인지원을통해초기시장형성이필요할것으로예상됨 노인과장애인의재활과사회복귀를돕는재활로봇은인구가고령화되고있는상황에서미래성장잠재력이높은산업 현재우리나라는 65세이상인구비중이 7% 이상인고령화사회로 2019년에는그비중이14% 이상인고령사회, 2026년에는그비중이 20% 이상인초고령사회에진입할전망임 국내외에서고령화현상이지속적으로진행되면서신체기능회복및삶의질향상을위한재활치료, 신체활동보조로봇분야에대한사회적요구가증가할것으로전망됨 가용노동인구는줄어드는반면간병, 재활치료등이필요한고령인구는점차증가하면서관련분야전문서비스용로봇개발에대한사회적필요성이증가할것으로전망됨 324

333 전략제품현황분석 고령인구증가와건강에대한관심이증가하면서건강관리를위한전문서비스용로봇의수요증가 를예상할수있음 (2) 산업의구조 전방산업으로실버케어서비스산업, 라이프케어서비스산업, 지능형로봇산업, 원격의료 서비스산업등이있으며, 후방산업으로는모터ㆍ액추에이터산업, 반도체산업, BT ㆍ IT 산업, 디스플레이산업, 콘텐츠및서비스산업등이대표연관산업 후방산업의료 / 재활로봇분야전방산업 모터 액추에이터산업, 로봇머니퓰레이터산업, 반도체산업, BT 관련산업, IT 관련산업, 디스플레이산업, 콘텐츠및서비스산업등 [ 의료 / 재활로봇분야산업구조 ] 원격진단 진료서비스, 의료정보 콘텐츠제공서비스, 생활지원로봇, 실버헬스케어로봇, 이동보조로봇, 재활로봇등 실버케어서비스산업, 헬스케어서비스산업, 라이프케어서비스산업, 원격의료서비스산업, 지능형로봇산업등 로봇산업은전방산업의경쟁력향상및시장확대와함께후방산업의투자유발효과등전 후방산업에대한파급효과가큰산업 개인서비스용로봇은전방산업의영향을받기보다는주로전방산업의경쟁력향상과시장확대의기폭제로작용함. 전문서비스용로봇은전방산업의지속적인성장이예상되기때문에시장성장측면에서상관관계를갖기도하지만, 주로전방산업의차별화전략및경쟁력확보에도움을주는방향으로전개되고있음. 후방산업의경우, 로봇의신뢰성및원가에큰영향을미치므로로봇제조업체와의유기적인협력개발을통해초기로봇시장의창출에적극노력할필요성이높아지고있음. 로봇산업의성장은후방산업에보다많은수요창출을가져오면서협력개발및설비확충등투자유발가능성이상당히높음. 325

334 의료 / 재활로봇 [ 로봇산업의산업연관효과 ] 산업 ( 단위 : %) 구분 중간투입률 부가가치율 생산유발계수 부가가치유발계수 수입유발계수 2010 차이 2010 차이 2010 차이 2010 차이 2010 차이 전산업 제조업 일반기계 로봇관련산업 * 자료 : ISSUE PAPER (KIET 산업연구원 2013 년 12) * 차이 : 로봇관련산업의중간투입률의상승은국제원자재가격상상의영향으로수입품중간투입률과국산품중간투입률이모두상승한것이원인임 로봇산업의고부가가치화노력에도불구하고부가가치율이하락한것은완성품중심의제품생산으로인해부품소재수입및중간투입비용상승이주요요인으로분석됨. 이러한부품소재의해외의존도를줄이기위해핵심부품과기술에대한투자는로봇산업의경쟁력제고에중요한역할을담당할것으로판단됨. 로봇관련산업의생산유발계수는 2010년 2.265로 2003년 대비소폭하락, 반면 2009년 대비상승함. 로봇관련산업의상위요소인제조업및일반기계의생산유발계수가전년 (2009년) 대비모두하락한것에반해로봇관련산업의생산유발계수는증가하여성장세를반영하고있음. 로봇관련산업의부가가치유발계수가소폭이지만감소한것은원자재가격상승에따른중간투입률확대및핵심부품의수입의존구조가개선되지않고있기때문임. 로봇관련산업의수입유발계수는 2009년 0.372에서 2010년 0.381로상승하여핵심부품과부분품의높은수입의존도를반영함. 326

335 전략제품현황분석 나. 경쟁환경 미국, 유럽쪽에서는신체기능복원기기기술, 재활치료및생활보조로봇의개발이 1990년대부터활발하게진행되어왔으며현재미국 Interactive-motion사, 스위스 Hocoma사는상하지재활치료로봇을상품화하여세계시장을선도 미국 Interactive-motion사는 10년간 400여명의환재를대상으로다양한임상시험을진행, 가장먼저상지재활로봇시스템을상용화했으며, 재활단계에따라로봇에힘에의한재활, 사용자의힘에의한재활, 두힘을모두사용하는재활모드제공 스위스 Hocoma사는뇌손상, 척추손상, 노졸중등으로보행능력이저하된환자를대상으로, 트레이드밀위를외골격로봇을입고걷는시스템으로체중지지장치, 트레이드밀, 착용형로봇으로구성된하지재활로봇을제공 이스라엘 Argo Medical사는척수마비환자용외골격로봇제품의선두기업으로 Rewalk를 2011 년초미국 FDA승인후병원용제품을시판중이며, 하지중증장애인용개인직립보조및보행보조장치로개발되어, 하체직립및보행을지원하는하지외골격과상체를지지하는지팡이형태의지지모듈을함께제공함 밤에충전하면낮동안충전없이사용가능하며, 앉았다일어나기, 건기, 계단오리기등실생활에필요한보행가능 일본 Cyberdyne 사는츠쿠바대학교수인요시유키산카이에의해 2004 년설립된외골격형보 행보조로봇저문개발업체로 2009 년외골격형로봇 HAL 을개발하여보행재활및일상생활 보조용도로판매하고있음 캐나다 Kinova사가개발한로봇암부착형휠체어인 JACO는, 6자유도의로봇팔과 3개의손가락으로구성되어있으며, 카본파이버구조를가지고있어 1.5Kg의최대가반하중을가지면서도로봇팔의무게가 5Kg이며, USB 통신이가능한 API를제공하여연구개발용으로활용가능함 국내의경우, 2010 년에본격적으로재활로봇분야연구가활성화되어다른선진국에비해시장진입이늦어지고있음 P&S Mechanics는 2005년중소기업청 보행장애환자를위한댐핑형관절운동기의개발 과제를통해개발에착수했으며, 2010년보행재활로봇인 Walkbot을출시, 현재 4곳의병원에서시범도입됨 환자개인별보행특성및상태에맞도록지능화된보행훈련, 다양한보행훈련모드제공및편리성을고려한인체공학적디자인제공 327

336 의료 / 재활로봇 다만, 이미 Hocoma 사의 Lokomat 이점유하고있는보행재활로봇시장에뒤늦게진입하여시장 을확보하는데상대적으로불리한위치에있음 [ 제품분류별경쟁자 ] 구분 경쟁환경 기술분류재활로봇이동지원기기생활지원기기 주요품목및기술 상하지재활로봇, 가상현실기반재활치료시스템개발 첨단전동휠체어, 근력보조슈트개발장애물회피, 경량화 실시간대화형로봇, 감성로봇등재활로봇의응용제품개발, 인공지능, 이동, 센서 / 센싱 해외기업 Hocoma Inc., Aretech LLC, Motek Medical, Motorika, Myomo, Reha Technology, Interactive Motion Technology, Kinetic Muscles, Reha-stim, Saebo, MediTouch 등 Tank Chair, Kemcare, Independence Tech, DaYA Robotics, Kinova 등 Ekso Bionics, Parker Hannifin, Argo Medical, Cyberdyne, Rex Bionics, Alter 등 Sarcos, irobot, MIT, Neurosciences Instiutenic, Advanced Robot Promotions, Shadow Robot Company 등 국내기업 현대중공업, P&S Mechanics, Noefect 등 현대중공업, 대세엠케어, 미래산업, 케어라인, 지금강 ( 주 ) 등사이보그랩, 헥사시스템즈등 LG TouchDr, 드림케어 TV, TV 닥터서비스, u-chronic Care, 이수유비케어, ( 주 ) 인성정보등 328

337 전략제품현황분석 다. 전후방산업환경 로봇산업은타분야에대한기술적파급효과가큰첨단기술의복합체이며향후자동차산업규 모이상의성장잠재력을가진미래스타산업이라고할수있음 로봇산업의후방산업으로는전기 / 전자부품산업, 기계 / 제어산업, 컨텐츠산업, S/W 산업, 시험설비산업, IT산업, 금형사출산업, 네트워크산업, 통신산업등광범위한후방산업에파급효과발생 후방산업의경우, 로봇의신뢰성및원가에큰영향을미치므로로봇제조업체와의유기적인협력개발을통해초기로봇시장의창출에적극협력할필요성이큼. 후방산업인장치, 부품산업은글로벌 ICT 제조기술력과인프라, 첨단제품에부품을공급한기술력과생산기반을갖춘국내업체에게기회가될수있으나초기투자에대한위험부담이있어전략적육성이필요 의료 / 재활로봇의전방연관산업을보면실버케어서비스산업, 헬스케어서비스산업, 라이프케어서비스산업, 원격의료서비스산업, 지능형로봇산업등을들수있음. 건강한삶에대한욕구증가로수술로봇, 재활로봇등의료서비스로봇과건강유지를위한가정용운동보조로봇등의출현예상 고령화로인한노동력부족환경에서근력보조로봇을통한효율성의증가로노동력부족문제해결기대 근력보조로봇산업은인체공학적설계와각각의독자적인구동기, 제어알고리즘을이용함으로기술이발전하는과정에서지적재산권보호가중요한과제가될것으로예측반면에지적재산권에대한과도한보호요구는지적재산의권리성에대한논의를촉발할가능성예상 로봇산업의성장은후방산업에보다많은수요창출을의미하므로협력개발및설비확충등유발투자가능성매우높음 329

338 의료/재활 로봇 3. 시장환경분석 가. 세계시장 개인서비스용 로봇 수요 증가 및 라이프 스타일의 변화 및 인구의 노령화 등으로 인해 서비스 용 로봇 필요성과 시장성이 확대될 것으로 전망되어 재활/의료 로봇 시장규모가 그 비중을 점 차 확대할 것으로 예측 [ 의료/재활 로봇 분야의 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 백만 달러, %) 구분 세계시장 , ,822.3 CAGR ('13~'15) 13.9 * 자료 : 재활의료기기 기술 동향 및 전망, 한국산업기술평가관리원, 의료/재활 로봇 분야의 세계시장 규모는 연평균 13.85% 증가율을 보이며, 2015년 63.9백만 달러 규모로 추산되며, 2020년까지 18억 22.3백만 달러의 시장을 형성할 것으로 전망 * 자료 : 재활의료기기 기술 동향 및 전망, 한국산업기술평가관리원, [ 의료/재활 로봇 분야의 세계 시장규모 및 전망 ] 330

339 전략제품현황분석 미국 FDA의분석에따르면미국의료용로봇의활용은 2005년 25,000건 / 년에서 2012년 450,000건 / 년으로급격히증가했다고보도했으며, 미국의료로봇시장은크게 5가지영역 ( 외과수술로봇, 비외과방사선수술로봇, 응급처리로봇, 재활보조로봇, 비의료용병원로봇 ) 으로분류하여기술개발및시장이형성 * 자료 : U.S. Medical Robotic Systems Market5), by product, 2012~2022 (USD Million) [ 미국의료용로봇시장현황및전망 ] 331

340 의료 / 재활로봇 나. 국내시장 국내의료 / 재활로봇시장규모는 2015 년기준 18.1 억원으로추산되며, 연평균성장률은 13.4% 로 국내시장의고성장을유지하여 2020 년에는 34 억원규모의시장으로성장할것으로예상 [ 의료 / 재활로봇분야의국내시장규모및전망 ] 구분 ( 단위 : 억원, %) CAGR ('13~'15) 국내시장 * 자료 : 로봇산업실태조사, 한국로봇산업진흥원, 2011~2015 자료를참고하여전망치추정 * 자료 : 로봇산업실태조사, 한국로봇산업진흥원, 2011~2015 자료를참고하여전망치추정 [ 의료 / 재활로봇분야의국내시장규모및전망 ] 국내재활로봇관련국내생산액은 2012년 148억원에서연평균 5.96% 감소해 2014년 123 억원규모를형성함 품목별국내생산액규모는 2014년기준헬스케어로봇 86억원, 재활훈련용로봇 20억원, 탑승형이동로봇 9억원, 심부름용로봇 3억원순으로나타남 332

341 전략제품 현황분석 [ 재활로봇 관련 국내생산액 현황 ] (단위 : 백만 원) 분류 품목명 대비 증감률 의료용 재활훈련용 로봇 1,669 1,989 2, 환자 이동용 침대 로봇 200 심부름용 로봇 210 개인재활훈련용 로봇 50 장애보조용 노인보조용 로봇 76 헬스케어 로봇 9,298 11,132 8, 휠체어 로봇 1, 비의료용 기타 헬스케어 로봇 288 탐승형 이동 로봇 2,297 합계 14, ,766 12,272 * 자료: 로봇산업실태조사, 한국로봇산업진흥원 다. 무역현황 2015년 말 기준으로 서비스로봇산업 총 수출액은 3,421억 원으로, 2011년 3,279억 원에서 연평균 1.1%씩 증가함 수출이 수입보다 많은 수출특화상태를 보이는 것으로 분석됨 [ 서비스용 로봇 무역현황 ] (단위 : 억 원, %) 구분 CAGR ('11~'15) 15 수출금액 3,279 3,314 3,029 3,385 3,421 수입금액 1,349 1,172 1, 무역수지 1,930 2,142 1,825 2,500 2,652 무역특화지수* * 무역특화지수 = (상품의 총수출액-총수입액)/(총수출액+총수입액)으로 산출되며, 지수가 0인 경우 비교우위는 중간정도이며, 1 이면 완전 수출특화상태를 말함. 지수가 -1이면 완전 수입특화 상태로 수출물량이 전혀 없을 뿐만 아니라 수입만 한다는 뜻 * 자료 : 관세청 수출입무역통계 HS-Code(6자리 기준) 활용 333

342 의료 / 재활로봇 4. 기술환경분석 가. 기술개발트렌드 기술개요와선정이유 기술개요 환자들의치료와재활활동을주도적으로수행하거나보조하는기능을하는로봇 선정이유 의료 / 재활로봇은환자들의치료와재활을돕기위한로봇으로적용대상이분명하고이에따라시장이확실하게존재하는분야임. 또한통신기술의발달로의료 / 재활로봇의설치장소가병원에서일반가정으로확대되고있음에따라시장성도확대되고있음. 최근에완화되고있는인증과정또한다양한의료 / 재활로봇의상용화를촉진할것으로예상됨 재활로봇의기술동향특징 대량의제품화, 상품화가가능한기술개발은정부주도가아닌민간의시장경제원리에만맡겨도충분한발전가능성이있으나, 다품종소량의특성을가지고있는재활로봇은민간의노력만으로는높은발전을기대하기어려움 선진국에서는국가주도의다양한연구개발사업이진행되고있으며미국은 NIH를중심으로, 일본은후생노동성이중심이되어연구비를지원하고있음 재활의료기기기술의범위 재활의료기기는크게이동및생활지원기기와신체기능복원을위한대체및치료기술로나누어짐 제품화, 상품화가가능한기술개발은정부주도가아닌민간의시장경제원리에만맡겨도충분한발전가능성이있으나, 공공부문의기반기술에해당하는재활의료기술은민간의노력만으로는높은발전을기대하기매우어려움 이러한중요성으로인해선진국에서는국가주도의대규모연구개발사업이진행되고있으며, 미국은 NIH를중심으로, 일본은후생노동성이중심이되어관련연구비를지원하고있음 334

343 전략제품현황분석 [ 재활의료기기기술범위 ] 대분류중분류소분류핵심기술기술범위 이동지원기기 첨단진동휠체어기술 전동, 전기로구동되는노약자및장애인용이동수단및휠체어가포함된다. 근력보조슈트기술근력보조를위한외골격근육슈트가포함된다. 생활영역간자율주행지원기술 환자를위해근거리이동경로를저장하여자율주행하는휠체어및이동수단이포함된다. 통합가정간병기술 욕창예방제품, 인공호흡장치, 배변처리장치, 배뇨처리장치, 간병로봇, 목욕침대, 환자감시장치등이포함된다. 이동및생활지원기기 생활지원기기 일상생활보조지원기술 작업기기조작편의성향상기술 생활보조이송장치, 리프트, 호이스트, 기립지원장치, 틸팅의자, 의자용리프트, 치매노인배회감시장치등이포함된다. 작업지원의자, 장애인운전보조장치, 작업훈련기구, 작업치료훈련시스템등이포함된다. 장애인스마트홈관련기술 홈오토메이션, 주차제어, 원격제어, 가정용로봇, 유비쿼터스환경에관한기술이포함된다. 재활의료기기 고령자인지감각기능지원기기 뇌파를이용한치매조기진단및예방기술 치매노인용기억보조장치기술 극저시력보조및훈련기술 뇌질환, 알츠하이머, 노인성치매, 초로기치매, 퇴행성뇌질환, 파킨슨등으로야기된감각기능의복원을위한기술이포함된다. 치매노인을위한기억보조장치기술이포함된다. 극저시력보조및훈련기술 신체기능복원기기 Bionic- Limb 재활훈련기기 Bionic Hand, Artificial Arm, Power leg 기술 생체이식형신경신호센싱기술 전자기자극기 지능형 wearable 재활훈련시스템 가상현실기반재활치료시스템 단순인공관절을제외하고, 전동, 모터등에의해구동되는관절, 의족, 수족이포함된다. 생체에이식되거나삽입되어신경신호를센싱하는이식형신경신호디텍터가포함된다. 마비환자, 근력보조, 재활에목적이있는체외및체내형전기자극기가포함된다. 재활및보행보조를위하여의복형태의착용가능한재활훈련시스템이포함된다. 가상현실을통해재활치료를목적으로하는시스템이포함된다. * 출처 : 재활의료기기기술동향및전망, 한국산업기술평가관리원, 수술및중재로봇 수술로봇의개발은아래와같은요구에의해동기부여됨 검사결과를취합하고결합하여수술실에서의절차의효율성을향상시킴 수술및기타중재절차들을수행하는인간의물리적한계를초월함 335

344 의료 / 재활로봇 첫번째로봇시술후 20 년이지난지금, 수술로봇은현재널리수술실또는중재제품군에사용 수술로봇은정확성과시각화, 새로운시술절차의가능성을보여줌으로써잠재적가치를실현하 고있음 수술에사용되는로봇들은현재의사들이조종하고, 종종원거리상황에서입력장치를이용하여로봇을조작하는원격조작이이루어짐 기존의최소절개수술과는달리, 로봇은외과의사에게체내에서조작의용이성을부여하여매우짧은영역에서수술이가능하게하고정확도를높여줌 수술용워크스테이션은외과수술중에수술부위를가시화하는로봇장치와실시간이미징장치모두를포함함 차세대수술워크스테이션의섬세한해부학적구조를제공하여외과의사의시야확보에도움을주며수술중움직임과환자상태를평가하고건강결과를예측함 정확한정보가가능하면, 많은의료절차를미리계획할수있으며, 인간은주로로봇을감시제어하는역할을맡음으로써합리적이고예측가능한방식으로절차를진행함 산업제조시스템과유사하게해석하면, 이모델은종종 " 외과 CAD/CAM" ( 컴퓨터지원설계및컴퓨터지원제조 ) 로지칭됨 예를들면정형외과에서관절복원을위한뼈의준비와중재방사선과에서바늘의위치를설정하는것들이포함됨 로봇이쉽게환자에바늘을삽입할수있지만, 실제로로봇은시술자에게바늘의위치에대한가이드를제공하여진료와검사의효율성을높이는것이현재일반적임 의료용로봇 지난몇년동안로봇을사용하여수행된의료행위는매년 40 % 이상의성장률을보임 50) 초기에는흉부, 산부인과, 비뇨기과에서사용하기위해도입됨 최근에는정형외과, 신경과, 일반수술용등으로폭넓게적용됨 수술용로봇의사용은 80 % 이상의시술의복잡성을줄이고, 입원의시간을상당히감소시킬뿐만아니라수술후의회복속도가매우빨라서환자의정상적인생활로복귀하는시간을줄임 고령화사회로인하여향후 15년동안예상수술의수는두배이상증가될것으로예상됨 미국에서 14만명이상의사람들이매년뇌졸중으로진단됨 뇌졸중피해자의경우, 재활에대한초기지원을받게하는것이중요함 50) 출처 : ' 로봇공학로드맵 ;2. 의료및건강관리 ', 한국산업기술진흥원 / 한국산업기술평가관리원,

345 전략제품현황분석 로봇의사용은뇌졸중더빠르고완전한회복을허용하는것으로입증됨 의료절차의개선을위한로봇시스템과비용을줄이기위해서지속적인연구개발과적용이필수 적인분야임 337

346 의료 / 재활로봇 [ 메디컬로봇의핵심선정범위 ] 구분 R&D 내용고려요인 수술용로봇 (Surgical Robotics) 재활로봇 (Rehabilitati on Robotics) CIS (Computer- Integrated Surgery) 로봇보조시스템 (Roboticassistive Systems) 텔레로보틱스 (Telerobotics) 원격수술 (Telesurgery) 수술자동화 (Surgical Automation) 조제로봇 (Pharmacy Robot) 병원용배달로봇 (Delivery Robot) 소독용로봇 (Disinfection Robots) 가정용헬스케어로봇 (Home Healthcare Robots) 최소칩습수술을지원하여심미적으로도뛰어날뿐아니라수술예후를향상시킬수있는정확하고안전성높은로보시스템 운동능력이소실된환자를지원하고보행능력유지및재활을위해적절한지원을수행하는로봇 촉각인터페이스등을통해움직임을제어하고치료과정을지원할수있도록개발필요 의사가환자의병리학적절차진행에따라수집되는모든정보를치료에활용할수있도록지원하는시스템 사람과작업영역을공유하고직접상호작용하며보조역할을수행 내비게이션, 멀티모드상호작용등이중요분야 원거리에서로봇을통제하여업무를수행할수있도록하는것 원격지에서타지역에있는의사가진행하는수술을대신하여로봇이행동을수행 최소침습수술시행및보다나은수술시야, 숙련도, 정확성등을제공하기위한시스템 전자적으로통제된자동화시스템을활용의약품을조제 병원내다양한물품의운송지원 병실청소및살균등에활용 노령화및인구구조변화로인해환자수대비간병인수가충분하지않은상황에서환자를지원할수있는로봇으로최근관련요구가높아지는상황 관련비용이매우높으며, 적절한임상조사지원필요 의사의통제하에적정수준내의재활을지원할뿐자율적인운용은어려운상황 정형외과부분에서시너지가높으나, 품질개선이요구됨 수집영상및데이터의품질이매우중요하며, 높은비용이예상되는단점 사람과의다양한커뮤니케이션이필요하며자율적이동과독립적의사결정을지원하는센서와알고리즘의도움이필요 보조과정에서사생활을침해하거나사람간접촉이줄어발생하는환자의심리적문제등에대한고려필요 원거리수술및원격진료등의분야적용이가능하며환자로부터발생하는다양한정보의수집이왜곡되지않도록개발필요 수술중시간지연또는데이터왜곡등이발생할경우결과가달라질수있으며이는환자의안전과연결될수있어적용난이도가높은분야 의사의인지적피로및외과적절차에소요되는시간을단축할수있으나, 적용초기단계로가격이높으며업그레이드등으로인한운용변화에유연하게대처하는데어려움이있을수있음 의약품조제과정의효율성을개선할수있으나, 문제발생시대처가어려움 인구밀도가높고복잡한병원내에서안전성과민첩성을확보하기어려울수있음 초기설치비용이높은편이며설치전로봇의배치및활용방안의면밀한계획이필요 활용과정에서발생하는사생활침해문제, 사람간접촉감소로인한심리적문제등에대한고려필요 * 출처 : Internal Report: 로봇분야기술시장정책동향분석, 한국전자통신연구원,

347 전략제품현황분석 R&D 시사점 의료정보자동화진전및영상처리기술발전으로메디컬로봇관련기술의도입이가속화됨 의료로봇과의료서비스를통합적으로제공할수있는환경구축및로봇수술및환자케어등다양한활동지원수요증가함 전통적인수술영역외다양한영역의수요에도불구하고기술, 제품및다양한윤리적문제로적용영역은여전히제한적임 영상, 진단, 치료, 환자관리등수술외다양한분야의기술개발이진전중이며인공지능과결합하여로봇을적용하고자하는 R&D 활발함 진단 치료를위해서는환자개인정보수집이필수적이며, 축적된데이터를통해성능개선가능함 정확도, 안전성및정밀도부문의요구사항역시높은의료부문특성상높은설치비용등을고려할때, 초기시장고착화가능성이높음 향후로봇수술을통해수집되는데이터권리확보등을고려할때국내수술용로봇관련기업의경쟁력강화를위한 R&D 지원절실함 339

348 의료 / 재활로봇 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 해외재활로봇기업현황 [ 해외기업들의기술개발동향 #1 ] 기업명 ( 국가 ) 기업개요기술개발동향 Argo Medical ( 이스라엘 ) 2012 년척추손상환자의재활및일상생활보조 를위한로봇 ReWalk 출시 ReWalk 는현재 FDA 승인대기중 Cyberdyne ( 일본 ) 2004 년설립 츠쿠바대학교수인요시유키산카이가스핀오프 한외골격형보행보조로봇전문개발업체 2009년외골격형로봇 HAL을개발하여보행재활및일상생활보조용도로판매되고있음 2013년 2월기준으로약 330대의 HAL을약 150개시설에임대하였음 Ekso Bionics ( 미국 ) 2005년설립 캘리포니아대학의연구진으로구성된외골격형로봇전문기업으로 Berkeley Exoworks에서 11년 Ekso Bionics로회사명변경 2008년외골격형로봇 HULC 개발, 2009년군수업체인 Lockheed Martin에기술이전 2010년마비환자의보행을보조하기위한외골격형로봇 elegs 개발 2012년첫상용화된외골격형로봇제품인 Ekso 출시및재활병원등에판매실적올림 Hocoma ( 스위스 ) 1996년스위스취리히에설립 신경계질환의재활치료기전문업체 취리히이외에미국, 싱가포르, 슬로베니아에자회사를두고있는재활치료로봇선도기업 1999년보행보조기인 Lokomat 개발, 2001년부터판매시작하였으며, 국내에도 5대도입 2005년 Erigo, 2006년 Armeo, 2010년 Valedo 등꾸준히재활치료로봇을개발중 트레드밀기반의재활치료로봇을개발했으며, 앞으로는외골격형로봇암등도개발예정 ETH Zurich( 취리히연방공대 ) 와지속적인공동연구수행 Kinea Design ( 미국 ) 2001 년설립 연구중심의기업으로직원대다수가 Northwestern University 의교수및연구진으로구성 재활로봇뿐만아니라사람 - 로봇의상호작용과 관련된다양한연구진행 Motorica ( 미국 ) 2004 년설립 신경계질환재활로봇전문개발업체 트레드밀을이용한보행재활및상지재활치료를 위한로봇시스템개발 * 출처 : 재활의료기기기술동향및전망, 한국산업기술평가관리원,

349 전략제품현황분석 [ 해외기업들의기술개발동향 #2 ] 기업명 ( 국가 ) 기업개요기술개발동향 Myomo ( 미국 ) MIT 와 Harvard Medical School 의연구결과 를도입하여재활의료기기개발 근전도센서를바탕으로인체의의도감지기술을통한다양한의료 / 재활분야연구중 팔재활치료로봇인 mpower 1000을개발하여 FDA 승인을받아판매중 Parker hannifin ( 미국 ) 1918 년미국클리블랜드에설립 모션제어및시스템분야의선도적인제조기업 Vanderbilt 대학에서 2010년부터개발한외골격형로봇의기술을 2012년도입하여상용화를위한연구개발중 개발된로봇은 2012년 Indego란이름으로공개되었음 REHA technology ( 미국 ) 로봇기술을활용한재활기기개발전문업체 트레드밀기반의보행훈련이아닌발에착용하는 형태의신개념재활훈련기기 G-EO 출시 Rex Bionics ( 뉴질랜드 ) 2003 년설립 외골격형보행재활로봇개발전문업체 2007 년첫번째외골격형보행보조로봇프로토 타입개발후 2010 년공개 판매를위한상용제품은 2011 년출시 Tibion ( 미국 ) 보행재활치료기기개발업체 전세계판매망을갖춘무중력트레드밀개발업 체인 AlterG 로인수됨 외골격형보행재활기기인 Tibion Bionic Leg 개 발 * 출처 : 재활의료기기기술동향및전망, 한국산업기술평가관리원,

350 의료 / 재활로봇 신체기능대체로봇 [ 신체기능대체로봇 ] 제품명 ( 기업, 국가 ) 개요주요기능 ( 특징 ) 인간의손과유사한최초의다섯손가락의수임 다섯손가락 의수 간단한개폐동작에제한이있지만, 신용카드와같이작고얇은물체를집 을수있음 팔의잔존근육에서근육신호를전극이받아물체를파지제어함 대퇴절단 환자용의족 보행을도와주는정밀유압실린더 개인보행에맞추어입유각기자동조절하므로매우편한보행실현 모멘트센서및각도센서가달려있어정교한제어실현 최근의의족중가장진보한의족의하나임 대퇴절단 환자용의족 편지보행, 장애물넘어가기, 계단보행, 뒷걸음등다양한보행실현 배터리는 1 번충전으로 5 일사용 센서는가속도계, 자이로, 모멘트센서, 하중센서등사용 사용자하중은최대 165kg 대퇴절단 환자용의족 무릎굽힘각도가최대 120 도 무게는 2.7kg 임 실제로성능대비무게가나가는단점이있음 하퇴절단 환자용의족 Replace function of ankle and foot proactively. Control of location, strength, brake force, propelled force of ankle 제어알고리즘은가장에너지가적게드는구조임 * 출처 : 재활의료기기기술동향및전망, 한국산업기술평가관리원,

351 전략제품 현황분석 재활 훈련 로봇 [ 상지재활훈련로봇 ] 제품명(기업,국가) 개요 주요기능(특징) 6자유도의 로봇 팔은 일상생활에서 일어날 수 있는 동작 재현 가능 동작 재현형 팔 재활치료 로봇 치료사가 지정한 재활치료 동작 반복 수행 가능(치료사의 물리적인 힘이 필요 없이 치료사의 재활 노하우를 로봇을 통해 수행하여 재활치료의 효율 성을 높임) 환자의 잘못된 동작을 즉시 피드백하여 올바른 동작을 수행하도록 유도 게임과 연동하여 환자가 즐겁게 재활 치료 가능 사용의 편리성을 고려한 3차원 그래픽과 연동된 소프트웨어 제공 동작 재현형 팔 재활치료 로봇 이동성을 고려한 콤팩트 디자인 설치가 빠르고 설치 후 재활방법만 숙지하면 치료사 없이 재활치료 가능 재활치료 경과 피드백 및 데이터 저장 가능 외부 전원 및 고정기구 이동성을 갖춘 가벼운 로봇 암 없이 이동이 근전도 신호를 바탕으로 EMG 센서를 통해 생체신호를 감지하여 로봇 구 자유로운 팔 재활치로 동 가능 가정과 병원용으로 FDA 승인 획득 로봇 * 출처 : 재활의료기기 기술 동향 및 전망, 한국산업기술평가관리원,

352 의료/재활 로봇 [ 하지재활훈련로봇 ] 제품명(기업,국가) 개요 주요기능(특징) 사용의 편리성 제공(휠체어에 탑승한 채로 기구 설치 가능, 편리 한 유저 인터페이스 제공) 보행재활치료 환자를 보행훈련에 최적화된 정밀한 체중 이동시스템(리프트) 위한 트레드밀 기반의 사용자의 움직임을 감지 보행 유도 위한 힘 제어 가능 재활치료로봇 재활치료의 진척도 평가 기능 탑재 환자의 보행 실시간 피드백 환자의 신장에 관계없이 착용 가능 누운 상태로 신체를 로봇에 고정 트레드밀 기반이 아닌, 신체를 기구에 고정하는 형태의 재활치료 로봇 착용 후 신체고정기구가 회전하며, 직립 형태의 재활 가능 반복되는 걷기 동작을 수행하며, 로봇과 연동하여 지속적인 전기 자극(FES, Functional Electrical Stimulation)을 환자의 하지에 주어 혈액순환을 증가시켜 뇌졸중을 완화시키고 기립할 수 있는 힘을 길러줌 균형감각 회복을 위한 성인용 보행재활치료 로봇으로 신체를 기구에 고정시켜 보행 훈련 실생활에서 안전하게 보행훈련 가능 환자의 넘어짐 방지를 통한 안전한 보행훈련 가능 환자의 훈련 데이터를 기록하여 재활치료의 진척도 평가 가능 보조 임상실험을 통해 양발 별도 기구 부착형 재활치료로봇의 치료 효 트레드밀 기반의 보행재활로봇이 아니라, 양 발에 기구를 부착해 보행 재활 훈련을 하여, 계단오르기 등 다양한 재활치료가 가능 율성 입증 쉬운 사용자 인터페이스 제공 및 다양한 트레이닝 모드 제공(평 지, 계단 등) 빠른 설치 가능(환자의 양 발에 발판을 고정시키기만 하면 설치 완료. 5분 안에 설치 가능) 어린이 사용 가능(신장 110cm 이상 사용 가능) 재활훈련 데이터베이스 제공 환자 보행 연동 디스플레이 환자와 치료사의 안전을 고려한 신체 고정 장치 보행 재활치료 환자를 위한 트레드밀 기반의 재활치료 로봇 환자 개별 재활계획에 맞도록 체중지지 강도 조절 가능 환자의 움직임을 반영하여 보행 속도 조절 가능 별도의 장치를 통해 어린이의 사용 가능 재활치료 결과의 저장 및 리포트 가능 * 출처 : 재활의료기기 기술 동향 및 전망, 한국산업기술평가관리원,

353 전략제품현황분석 (2) 국내업체동향 현대중공업 51) 2017년하반기부터의료용로봇수출예정됨 국내의료기관 4곳서효과 안전성등실증수행호평받음 - 현대중공업은지난 3월과 4월서울아산병원, 울산대병원, 광주시립제2요양병원, 울산시립노인병원등에보행재활로봇, 환자이동보조로봇, 종양치료로봇을잇달아보급한바있음 - 1단계로내년 5월까지이들로봇을이용해환자를치료하고효과와안전성을확인하는실증을수행하고있으며, 의료용로봇실증은 2020년까지계속진행될예임 보행재활로봇인 ' 모닝워크 (Morning Walk)' 는지금까지뇌졸중환자등총 60여명의치료에 400 여회이상사용되면서로봇을이용한재활치료에대한환자와의료진의높은만족도를확인함 환자이동보조로봇 ' 캐리봇 (Carrybot)' 은 100회이상의실증을통해환자이동시근력절감효과와이용편리성을입증함 또한프로젝트거점병원인서울아산병원과울산대학교병원은종양치료로봇인 ' 로빈 (Robin)' 을활용한간암치료법및폐조직검사법을수립하고, 치료효과확인을위한본격적인임상시험에착수함 피앤에스미캐닉스의 Walkbot 52) 2003년설립된로봇보행재활로봇 ( 을생산하는의료기기업체임 보행재활치료환자를위한트레드밀기반의재활치료로봇을생산함 - 환자개인별보행특성및상태에맞도록지능화된보행훈련기능가짐 - 다양한보행훈련모드제공및편리성을고려한인체공학적디자인지님 - 성인용 / 어린이용 2종류의제품판매함 2005년중소기업청 보행장애환자를위한댐핑형관절운동기의개발 과제로개발착수함 2007년식약청과 WalkBot 프로토타입관련협의함 2010년보행재활로봇 Walkbot 출시함 2011년식약청 KGMP 취득함 2012년어린이용 Walkbot_K 출시함 현재 4곳의병원에서시범도입됨 중국수출진행중임 51) 출처 : 뉴시스, ) 출처 : 재활의료기기기술동향및전망, 한국산업기술평가관리원, : 무역협회,

354 의료/재활 로봇 네오펙트의 라파엘 스마트 글러브 인체공학적 설계 및 게임 통한 일상생활 동작 훈련함 훈련 과정을 시각적 데이터로 제공함 * 출처 : 2015년 장애인복지 & 보조기기 박람회(Able EXPO 2015) [ 재활로봇 ] 346

355 전략제품현황분석 다. 기술인프라현황 정부, 첨단로봇산업에 5년간 5,000억투자 53) 첨단로봇상용화연구센터건립과로봇시스템설계기술개발지원등에 5년간 5,000억원투자됨 구체적으로보면, 로봇시스템설계기술등핵심기술개발지원 3500억원 첨단로봇상용화연구센터 1,000억원 서비스로봇공공수요발굴, 보급 확산 240억원 휴머노이드로봇연구센터에 150억원가량이투입됨 2017년, 병원에이송로봇, 국립재활원 보훈병원에재활로봇보급 서비스로봇수요창출을위해올 2017년부터병원에이송로봇과국립재활원, 보훈병원에재활로봇이보급됨 의료 재활, 무인이송, 소셜, 사회안전등 4대유망품목에대해서는관계부처합동으로 2020년까지 80개공공프로젝트를발굴해추진키로함 정부는 2017년에병원내물류수요에이송로봇적용, 국립재활원과보훈병원에재활로봇보급등을우선추진함 2018년에는소셜로봇 ( 우체국 ), 수술로봇등으로확대하고시범적용결과를바탕으로 2020년이후본격확산한다는계획임 지능형로봇개발및보급촉진법개정추진함 로봇시장창출을촉진하기위해공공기관을대상으로로봇활용을권고할수있도록지능형로봇개 발및보급촉진법개정도추진함 세계선도기술확보와전문연구인력의양성 인간형로봇분야에서세계선도기술을확보하고전문연구인력을양성하기위해휴머노이드로봇 연구센터를지난 12 월에 KAIST 에예정되어있었음 53) 출처 : 로봇산업발전방안, 산업통상자원부,

356 의료 / 재활로봇 라. 특허동향분석 (1) 연도별출원동향 의료재활로봇기술의지난 7년 ( 10~ 16) 간출원동향 54) 을살펴보면연도별로출원경향이증가와감소를반복하고있어지속적으로의료재활로봇기술관련기술개발이활발함 각국가별로살펴보면일본출원경향은급격한감소후보합추세를, 미국은꾸준한증가추세를, 유럽은완만한증가추세를나타내는경향을보이고있으며, 한국도전반적으로증가하는추세를유지함 국가별출원비중을살펴보면일본이 36.3% 로최대출원국으로서의료재활로봇기술을리드 하고있는것으로나타났으며, 한국이 27.5%, 미국이 26.9% 로비슷한수준의출원비중을보 이고있으나최근한국의출원증가추세가두드러짐 [ 의료재활로봇관련기술연도별출원동향 ] 54) 특허출원후 1 년 6 개월이경과하여야공개되는특허제도의특성상실제출원이이루어졌으나아직공개되지않은미공개데이터가존재하여 2015, 2016 년데이터가적게나타나는것에대하여유의해야함 348

357 전략제품 현황분석 (2) 국가별 출원현황 한국의 출원현황을 살펴보면 2010년 이후 출원이 꾸준히 증가하는 경향을 보이고 있으며, 외 국인의 출원은 증가와 감소를 반복함 일본의 출원현황은 2010년을 기점으로 감소한 이후 보합하는 추세로 변화하였으며, 출원인 대 부분이 자국 출원으로 일본 내의 기술력이 우수한 것으로 추정됨 미국의 출원현황은 2013년까지 지속적으로 증가하다가 소폭 감소하는 추세를 보이고 있으며, 출원인 대부분이 외국인으로 자국인의 출원이 다소 미미함. 유럽의 출원현황은 2010년 이후 소폭 증가하거나 보합세를 보이고 있으며 내국인과 외국인의 출원이 거의 반반을 차지함 [ 국가별 출원현황 ] 349

358 의료 / 재활로봇 (3) 투입기술및융합성분석 의료재활로봇기술분야의투입기술을확인하기위하여특허분류코드인 IPC Code 55) 를통하여살펴본결과의료재활로봇기술분야의가장높은 IPC는 A61N 기술분야가 960건으로가장많이차지하고있으며, 이어서 A61H가 390건, A61B가 302건으로다수를차지함 이외에 A61F 284건, A61M 222건, A63B 110건, A61C 97건, B01D 86건, G06F 65건, A61G 58건순으로기술이투입되어있어의료재활로봇기술분야에다양한기술이융합되어존재함 더불어해당 IPC의특허인용수명을살펴보면 A61H와 A61G 기술분야의수명이 11년으로가장긴것으로나타났으며, G06F 기술분야는 6년으로가장짧은것으로분석됨 [ 의료재활로봇기술분야상위투입기술 ] IPC 기술내용특허인용수명 (TCT) 56) A61N 전기치료 ; 자기치료 ; 방사선치료 ; 초음파치료 8 년 A61H 물리적인치료장치 11 년 A61B 진단 ; 수술 ; 개인식별 9 년 A61F A61M 혈관에이식할수있는필터 ; 보철 ; 인체의관상구조를개존시키는또는붕괴를방지하는장치 ; 정형외과용구, 간호용구또는피임용구 ; 찜질 ; 눈또는귀의치료또는보호 ; 붕대 ; 피복용품또는흡수성패드 ; 구급상자 인체속에또는표면에매체를도입하는장치 ; 인체용의매체를교환하는또는인체로부터매체를제거하기위한용구 ; 수면또는무감각을도입또는각성시키기위한장치 9 년 10 년 A63B 신체의단련, 체조, 수영, 등반또는펜싱 ; 구기 ; 단련용구 9 년 A61C 치과 ; 구강또는치과용위생 10 년 B01D 분리 10 년 G06F 전기에의한디지털데이터처리 6 년 A61G 환자또는신체장애자에특히적합한수송, 탈것, 또는설비 ; 수술대또는의자 ; 치과용의자 ; 장의용구 11 년 55) 전세계적으로통용되고있는국제특허분류 (IPC: International Patent Classification) 를통해특허정보기술분야에서공지기술을조사할수있으며, 기술및권리정보에용이하게접근가능 56) 특허인용수명지수는후방인용 (Backward Citation) 에기반한특허인용수명의평균, Q1, Q2( 중앙값 ), Q3 에대한통계값을제시함. 특히이와같이산출된 Q2 는 TCT(Technology Cycle Time, 기술순환주기또는기술수명주기 ) 라고부름 350

359 전략제품 현황분석 투입기술이 가장 많은 A61N 분야와 융합이 높게 이루어진 기술은 A61B 분야로 나타났으며, G21K, A61H 분야와도 융합된 기술의 건수가 높은 것으로 분석됨 이외에 A61H 분야와 융합된 기술은 A61F, A63B, A61B 분야의 기술이 많은 것으로 나타났으 며, A61B 분야와 융합된 기술은 A61F, A61M, A61C 기술로 분석됨 [ 의료 재활 로봇 기술 분야 IPC 기술 및 융합성 ] (4) 주요출원인 분석 세계 주요 출원인을 살펴보면 주로 한국의 출원인이 다수의 특허를 보유하고 있는 것으로 나타났 으며, 다음으로 네덜란드와 미국 출원인의 출원건수가 높게 나타나고 일본의 출원건수도 확인됨 출원건수 1위의 출원인은 한국 기업인 주식회사 루트로닉이며, 그 뒤를 삼성전자 주식회사와 네덜 란드 국적 KONINKLIJKE PHILIPS NV가 차지하고 있고, 기타 한국의 다수 기업과 미국, 일본이 특허를 일부 확보하고 있음 기타 한국의 주요 출원인으로는 한국전자통신연구원, 원텍 주식회사, 주식회사 세라젬이 다수의 특 허를 보유하고 있는 것으로 나타났으며, 미국 출원인으로 APOGEE TECHNOLOGY CONSULTANTS LLC, THERANOS INC 등도 다수 특허를 확보하고 있음 네덜란드 기업인 KONINKLIJKE PHILIPS NV와 미국 기업 THERANOS INC가 3극 패밀리수가 15건으로 다국적으로 시장을 확보하며 출원을 하고 있는 것으로 보이며, 한국 기업인 삼성전 351

360 의료 / 재활로봇 자주식회사와일본기업 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES CO LTD 도 7 건으로다양한국가 에출원을하고있는것으로나타남 미국기업인 SMITH & NEPHEW INC 가확보한특허의피인용지수가 3.55 로가장높게나타 나원천기술을다수보유하고있는것으로분석됨 [ 주요출원인의출원현황 ] 주요출원인 국가 주요 IP시장국 ( 건수 %) 한국미국일본유럽 IP시장국종합 3극패밀리수 ( 건 ) 피인용지수 주력기술분야 주식회사루트로닉 한국 % 0% 0% 0% 한국 광치료장치 / 안과치료장치 삼성전자주식회사 한국 % 43% 0% 0% 한국 초음파치료장치 KONINKLIJKE PHILIPS NV 네덜란드 % 100% 0% 0% 미국 호흡기치료장치 한국전자통신연구원 한국 % 0% 0% 0% 한국 이온발생장치 원텍주식회사 한국 % 0% 0% 0% 한국 모발촉진 / 난청치료기 주식회사세라젬 한국 % 0% 0% 0% 한국 온열치료기 APOGEE TECHNOLOGY CONSULTANTS LLC 미국 % 100% 0% 0% 미국 위험관리시스템 THERANOS INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 POC 디바이스 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES CO LTD 일본 % 100% 0% 0% 미국 방사선치료장치 SMITH & NEPHEW INC 미국 % 100% 0% 0% 미국 장착장치 352

361 전략제품 현황분석 (5) 국내 출원인 동향 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 삼성전자의 출원건수가 17건으로 가장 높게 나타났으 며, 중소기업으로는 (주)루트로닉이 34건으로 출원건수가 압도적으로 높게 나타남 기타 대기업의 주요 출원인으로는 현대중공업, 포스코 등이 있으며, 중소기업의 주요 출원인은 (주)세라젬, 원택 주식회사, (주)휴레이저, (주)클래시스 등으로 대기업보다 연구 활동이 더 활발한 것으로 나타남 기업 이외의 주요 출원인을 살펴보면 연구소/공공기관으로 한국전자통신연구원이 23건, 한국 기계연구원 9건, 전자부품연구원 7건 등 출원이 다수 나타났으며, 대학은 인하대학교, 연세대 학교, 고려대학교 산학협력단이 각각 10건씩으로 비교적 출원이 높은 것으로 분석됨 [ 국내 주요출원인의 출원 현황 ] 353

362 의료 / 재활로봇 5. 중소기업환경 가. 중소기업경쟁력 의료재활로봇분야의중소기업경쟁력은기술분류별로차이가있으나재활로봇분야에서상하지 재활로봇, 가상현실기반재활치료시스템개발등에참여하고있으며, 이동지원기기의경우첨단 정동휠체어, 근력보조슈트개발, 장애물회피등에시장에진출하여있음 [ 가사지원로봇분야중소기업현황 ] 기술분류주요기술대기업중소기업중소기업참여영역중소기업 참여정도 재활로봇 상하지재활로봇, 가상현실기반재활치료시스템개발 현대중공업, P&S Mechanics, Noefect 상하지재활로봇, 가상현실기반재활치료시스템개발 이동지원기기 첨단전동휠체어, 근력보조슈트개발장애물회피, 경량화, 현대중공업, 대세엠케어, 미래산업, 케어라인, 지금강 ( 주 ) 사이보그랩, 헥사시스템즈 첨단전동휠체어, 근력보조슈트개발장애물회피, 경량화 생활지원기기 실시간대화형로봇, 감성로봇등재활로봇의응용제품개발, 인공지능, 이동, 센서 / 센싱 LG TouchDr, 드림케어 TV, TV 닥터서비스, u-chronic Care, 이수유비케어, ( 주 ) 인성정보 실시간대화형로봇, 재활로봇의응용제품개발, 인공지능, 이동, 센서 / 센싱 * 중소기업참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 354

363 전략제품 현황분석 나. 중소기업 기술수요 의료재활로봇 분야의 중소기업의 기술수요를 파악하기 위하여 중소기업 기술수요조사 및 중소기 업청 R&D신청과제(2013~2015년)를 분석한 결과 아래 표의 내용과 같은 수요들이 다수 있는 것 으로 분석 의료재활로봇 분야의 중소기업은 착용 가능 모델 설계, 센서 시스템, 제어 알고리즘, 재활 로봇, 수술 로봇, 재활훈련 로봇 등 기술에 관심이 높은 것으로 나타났으며, 이로 인해 동작 교시가 가 능한 로봇 마네킹의 제품화 기술개발 등을 수행한 것으로 나타남 [ 의료재활 로봇 분야 과제신청현황 및 수요조사결과 ] 전략제품 의료재활 로봇 기술 분류 관심기술 기계 자동화 기술 모바일 제어 플랫폼을 이용한 진공 채혈관 튜브 공급 장비 개발 기타 로봇/자동화기계 관련기술 삼차원 영상 기반 다기능 초정밀 뇌정위 수술로봇 시스템 상용화 다시점 무 안경 입체 콘텐츠 제작을 위한 촬영용 unit 개발 로봇 설계기술 인간 공존형 산업용 7축 로봇 머니퓰레이터 및 시각 지능을 이용한 응용시스템 개발 동작 교시가 가능한 로봇 마네킹의 제품화 기술개발 로봇 제어 및 지능화기술 절전 시스템 및 자동 높이 조절 기술을 적용한 지능형 안내 로봇 개발 로봇/자동화기계 관련 S/W 조립/정밀 이송기술 인공지능 드론을 활용한 인명 구조 프로그램 개발 LCD Robot 초정밀 제어 및 구동용 감속기 개발 (SCSG A-SP) 355

364 의료 / 재활로봇 다. 중소기업핵심기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 의료 / 재활로봇기술의특허및논문데이터검색을통해도출된유효데이터를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출 의료 / 재활로봇기술의특허및논문유효데이터를기반으로키워드클러스터링을통하여 12개의요소기술후보군을도출 제품별 dataset 구축 : 의료 / 재활로봇기술관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인-빈도수 (tf-idf) 57) 가상위 30% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 58) 가 2이상인클러스터로제한 ) 다음그림은키워드간연관네트워크를시각화한것으로, 각키워드를나타내는원과키워드간의연관도를나타내는직선으로구성 각키워드가특허와논문중어느데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 키워드로도출된클러스터는황색음영으로표시 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록원의크기가크게표현되며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게표현 의료 / 재활로봇기술전략제품의특허 논문유효데이터에대하여키워드클러스터링결과를기반으로요소기술도출 데이터기반의요소기술도출은키워드클러스터링을통해도출된요소기술에대하여전문가의검증및조정을통하여요소기술을도출 57) 빈도수 (tf-idf) : 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 58) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미 356

365 전략제품 현황분석 [ 의료/재활 로봇 분야 키워드 클러스터링 ] [ 의료/재활 로봇 분야 주요 키워드 및 관련문헌 ] No 주요 키워드 연관도 수치 관련특허/논문 제목 클러스터 01 systematic review 4~6 1. PROTECTIVE CARE DEVICE AND ITS USE 2. Validity of activity monitors in health and chronic disease: a systematic review 3. What is the evidence for physical therapy poststroke? A systematic review and meta-analysis 클러스터 02 heart failure 4~6 1. BREATHING THERAPY DEVICE AND METHOD 2. Heart failure 클러스터 03 therapy device 5~7 1. Laser Therapy Device 2. Oral-motor therapy device 3. Arrhythmias and Other Electrophysiology Issues in Cancer Patients Receiving Chemotherapy or Radiation 4~5 1. DISPOSABLE THERMAL THERAPEUTIC APPARATUS AND METHOD OF THERMALLY CONTROLLING THE DELIVERY OF MEDICATION THEREWITH 2. The challenges and future of oral drug delivery: An interview with David Brayden 클러스터 04 drug delivery 357