포커스 지능형로봇기술동향 배현 * 김영진 ** 로봇기술은컴퓨팅및하드웨어기술의발전과함께구현가능한기능이다양해지고정밀도도높아지고있다. 특히산업용로봇의경우미국유니메이션 (Unimation) 사가 1962 년제너럴모터스 (GM) 의자동차부품공정에최초로도입한후지속적인발전을통해현재는산업화의중요한인프라로자리잡았다. 산업용로봇의경우인명의안전에직접적인영향을주지않는생산공정의자동화를위해개발됨으로써쉽게상업화로이어졌다. 반면시장잠재력이가장크게평가되는지능형로봇의경우기술의발전속도에비해시장의생성이늦어지고있다. 이는사람의생활에직접적으로적용되는분야로안정성의확보와친생활적인제품의개발이쉽지않은이유와함께사람이기대하는로봇의형태나기능이다소과장된것에기인한다고할수있다. 이에본고에서는지능형로봇의개발을위한핵심요소기술과지능형로봇의국내외시장동향에대한내용을소개하고자한다. 목 I. 서론 차 I. 서론 로봇이라는용어는많이알려진바와같이 1920 년카렐차펙 (Karel Capek) 의희곡 로섬의만능로 II. 지능형로봇기술동향 III. 국내외시장현황및전망 IV. 제언 봇 R.U.R 에서처음등장한후인간의미래지향적인꿈과함께성장하였다. 체코어로 강제노동 을의미하는 robota 에서 a 를빼고 robot 이란신조어로사용되었다. 즉, 로봇이라는용어의시작은노동을대신하는기계의개념에서시작되었다고볼수 있다. 로봇기술은산업용로봇을시작으로현재는군사, 오락, 의료등첨단분야로확대적용되고있다. 특히산업용로봇의경우미국유니메이션 (Unimation) 사가 1962 년제너럴모터스 (GM) 공정에도입한후, 스 * ( 재 ) 부산 TP 전략산업기획단 / 선임연구원 ** 부경대학교시스템경영공학과 / 교수 ( 재 ) 부산 TP 전략산업기획단 / 단장 웨덴의아베베 (ABB, Asea Brown Boveri) 의전신인 ASEA, 독일벤츠계열의쿠카 (KUKA) 사등이시장 1
주간기술동향통권 1433 호 2010. 2. 17. 을선점하다 1980 년대부터일본의독주가시작되어현재까지가장큰시장을확보하고있다. 산업용로봇의경우불과 50 년동안시장이포화될정도로발전한반면사람의생활과밀접한지능형로봇의시장의생성이늦어지고있다. 이는국가별로봇관에기인한다고볼수도있다. 중부유럽일대에서 robot 은노동자 (worker) 를연상시키는단어로편리한첨단자동기계가아니라 노동자 란정치적, 사회적이미지로통용된다. 유럽의로봇산업을주도하는독일에서연구, 제작되는로봇제품이대부분노동력을대체하는산업용기계의틀에서벗어나지못하는원인도이러한어학적기원때문이라고볼수있다. 북미대륙 ( 미국등 ) 에서는기계로봇을망치나드릴처럼실용적인도구로바라보는미국식로봇관이정립되어있고, 아시아권 ( 일본, 중국, 한국등 ) 의경우일본에서는로봇이란외래어를대체할수있는새로운한자어, 인조인간 ( 人造人間 ) 이란이름을사용할정도로단순한기계노동자가아니라언젠가자신들과비슷한단계로진화할유사인격체로간주하고있으며, 중국에서는기축인간 ( 機軸人間 ) 이라명명하는데이는로봇을단순히사람을닮은기계꼭두각시로간주하는로봇관을보이고있다 [1]. 한국의경우로봇을지칭하는고유의용어개념을스스로만들어낸전통이부재하나창의적인사고로정립해갈수있는기회가있다고할수있다. 다시말해지능형로봇은창의적인생각으로학습된인적자원에의해주도적으로발전되는분야이므로, 로봇관에대한고정된사고가없는우리나라의현재시점은자유로운실용화기술을도출할수있다고말할수있다. 특히지금은로봇분야의후발주자이나국내의발전된 IT 기술의접목을통해독자적인분야의개척이가능한기회의시기라고할수있다. 반면현재시장생성시기에진입에실패할경우잠재적시장의선점기회를잃게되므로표준기술의개발에적극참여해야할시점에있다. 이에본고에서는지능형로봇시장현황과함께요소기술의동향과국내외시장동향에대하여집중논의하고자한다. II. 지능형로봇기술동향 1. 지능형로봇요소기술지능형로봇에있어서중요한점은인간과같은공간에서움직여야하며, 인간이나다른로봇과상호작용을해야하는데, 이를위해서는기존의산업용로봇에적용되었던패러다임에서벗어난새로운패러다임이필요하다. 그중행동기반로봇패러다임이설득력을얻고있으며, 행동기반로봇패러다임에서는로봇의기술을크게지각 (sensing) ㆍ처리 (processing) ㆍ행동 (acting) 2
세가지로나눈다. 지각은주위의환경을감지하여처리부에알려주는기술이며, 처리는이러한지각을이용하여행동을결정하는것이고, 행동은결정된행동을이용하여일련의정해진행동을하는기술이다. 이러한세가지기술을위해서는센서, 프로세서 ( 데이터처리기술 ) 그리고구동기 (actuator) 기술을필요로하는데, 이러한요소기술의구현이지능형로봇의핵심이다 ( 그림 1) 로봇관련요소기술및시스템화기술 기술 산업 제품 매니퓰레이터, 핸드, 제어기술에강점 제조로봇시장규모 3 위 청소로봇, 잔디깍기로봇, 공공청소로봇, 모바일로봇 기술 산업 제품 세계최고원천기술보유 이동, 지능, 센서기술에강점 제조로봇시장규모 2 위 청소로봇, 감시정찰로봇, 원격수술로봇, 로봇개발환경 유럽 일본 미국 기술 산업 제품 휴머노이드기술세계적선도 부품및요소기술강점 제조로봇시장규모 1 위 심리치료감성로봇, 안내홍보로봇, 차일드케어로봇, 악기연주로봇 < 자료 >: 제 1 차지능형로봇기본계획 활용, 지식경제부, 2009. 4. ( 그림 2) 세계제조용로봇선진국현황 3
주간기술동향통권 1433 호 2010. 2. 17. [2],[3]. 처리는어떤면에서는인간을능가할정도로발달한기술로최근각광을받고있는컴퓨팅과 IT 기술인반면, 센서와구동기는아직많은약점을지니고있으므로로봇의성능향상을위해센서와구동기기술의개발이필요하다. 로봇의요소기술중핵심인구동기분야의경우일본이최고기술을선도하고있으며, 유럽의경우자동화기기에대한국지제어기술을확보하고있어구동제어기에대한선진기술을보유하고있다. 미국의경우국방에대한적용을목적으로개발중이므로센서및인공지능에대한기술개발수준이높다. 특히 MIT 의미디어랩의경우로봇학습알고리즘을선도하고있으며청소로봇이나레고마인드스톰과같은로봇의다양한사업화모델도선보이고있다. 가. 지각기술로봇은주위환경을감지하는기술이매우중요하며이러한감지기술은크게이동기능, 상황판단, 인간과의상호작용을위한기술로나뉜다. 이동기능을위해관성측정, 적외선, 레이저, 초음파센서, 상황판단을위해서비컨, 촉각센서, 인간과의상호작용을위해서시각및청각센서등을사용한다. 초기의상황정보시스템들은파악된사용자의현재위치를기반으로적절한정보를사용자에게제공함으로써상황인식컴퓨팅환경을구현하고자하는것으로, 이후상황정보를이용한가전제어및온도, 습도조절의스마트홈기술을비롯하여복잡한상황정보를이용하여지능적인서비스를제공하고자하는노력은다양한스마트공간연구로이어지고있다. 지능형로봇측위의목적은네트워크로봇이사용자의개입없이스스로사물이나사람의위치를계산할수있게하는것으로, 지능형로봇의실내측위기술은무선센서네트워크기술을이용하여센서들로부터측정된신호를중앙서버에서해석하여네트워크로봇에게사물이나사람의위치를계산한다. 실내측위기술에는다양한센서들과의상호작용을통한실내네비게이션기술이적용되며, 최근추세는 Wi-Fi 기반, UWB, ZigBee 등세가지통신방식을이용하는방법들이빠르게발전하였다. ( 그림 3) 초음파, 레이저, 비전센서 4
< 표 1> 센서기반기술기능종류특성 이동기능 상황판단 상호작용 관성 적외선 레이저 초음파 촉각 ( 압력 ) 시각 ( 비전 ) 청각 ( 음성 ) - 로봇이움직일때발생하는가속도및각속도를측정, MEMS 기술이발전하면서초소형화와대량생산가능 - 마이크로소프트, IBM, 인텔등에서 3 차원인터페이스장치개발 - 소니는 3 차원자세측정장치를개발하여 AIBO 에적용 - 혼다 ASIMO 에센서를적용하여로봇의자세, 관절제어에사용 - 실내인테리어를바꿀필요없이설치간단, 반면도달거리가짧아공항등큰실내공간에서는사용하기어려움 - 미국에볼루션로보틱스의노스스타 (NorthStar) 가대표적제품 - 국내는하기소닉이개발한스타게이저 (StarGazer) 도널리사용됨 - 로봇항법용장치로기준신호와물체에반사되어되돌아오는레이저광신호간의비행시간 (TOF) 에따라변하는원리이용 - 독일시크 (SICK), 일본호쿠요 (Hokuyo) 가대표적인제품 - 전원선과연결된초음파비컨을천정곳곳에설치, 미관상좋지않으나큰빌딩내부에서도안정된수신율보장 - 2004 년한국 LPS 의초음파위성 (U-SAT) 이국내최초상용제품 - 나인티시스템이저렴하고대중성을지닌인도어 GPS(iGS) 개발 - MEMS 기술로제작된소자중산업적응용가장활발 - 홍콩의 Chinese 대학에서 MEMS 를이용한촉각센서개발 - 미국일리노이대학에서폴리아미드필름을이용촉각센서개발 - 환경인식과상호작용을위해중추적인역할을담당, 주변물체존재유무, 크기, 위치, 색깔정보등을측정 - 조명에강인한인식 SW 개발이어렵고요구되는 HW 사양도높아상용화어려움 - 마이크로폰과마이크로프로세서로구성되며실리콘 MEMS 기술을이용하여생산 < 표 2> 무선전송기술 분류단점장점 Wi-Fi ZigBee UWB - 정밀도가떨어지고반응성이느림 - 전파간섭이심함 - 시간에따라변하는전파모델필요 - 전파지도의작성이필요 - 케이블등많은하드웨어설치가필요 - 움직이는사물의추적이불가능 < 자료 >: 지능형로봇공간을위한실내측위기술, ETRI - 추가적인하드웨어설치가필요없음 - 안정적인위치정보제공 - 설치장비가간소함 - 태그의사이즈가작음 - 상대적으로높은정밀도제공 나. 처리기술 HRI(Human-Robot Interface) 기술은다양한의사소통채널을통해인간과로봇이자연스럽게상호작용할수있는지능형서비스로봇의핵심기술로크게비디오 / 오디오기반상호작용기술, 기타상호작용통합및응용기술로분류된다. 비디오기반상호작용기술은로봇카메라로부터얻어진영상정보를근거하여얼굴검출, 얼굴인식, 얼굴검증, 얼굴표정인식, 인간추출, 사용자인식, 특정인추적, 호출자식별, 제스처인식, 포스처인식, 행동인식등을수행한다. 오디 5
주간기술동향통권 1433 호 2010. 2. 17. < 표 3> HRI 기술구분 기술구분비디오기반상호작용기술오디오기반상호작용기술상호작용통합및응용기술 < 자료 >: 오디오기반인간로봇상호작용기술, ETRI 주요내용 - 얼굴검출, 인식, 검증 (face detection, recognition, verification) - 얼굴표정인식 (facial expression recognition) - 인간추출, 추적 (human extraction, tracking) - 사용자, 행동인식 (user, behavior identification) - 호출자식별 (caller identification) - 제스처, 포스처인식 (gesture, posture recognition) - 음성, 화자인식 (speech, speaker recognition) - 음원추적, 분리 (sound localization, separation) - 멀티모달사용자인식 (multimodal user identification) - 인지적상호작용통합 (cognitive interaction) - 모바일단말 (PDA, 휴대폰 ) 을통한 HRI 기술통합및응용 오기반상호작용기술은로봇에부착된마이크로폰으로부터얻어진음성정보에근거하여음성 인식, 화자인식, 음원추적, 음원분리등을수행한다. 상호작용통합및응용기술로는멀티모 달사용자인식, 지적상호작용통합, 모바일단말을통한 HRI 기술통합및응용등이있다. 다. 행동기술로봇제작원가에서 70% 이상이구동메카니즘 ( 모터 + 감속기 + 컨트롤러 ) 이차지할정도로로봇개발을위한핵심분야로모터와인공근육이대표적인구동기부품으로사용된다. 구동기에있어가장중요한성질은힘과유연성이며, 로봇산업에적합한구동기는두성질을만족시켜야한다. 유압과형상기억합금만이모터보다좋은성질을가지나, 유압의경우전기적으로제어가어렵고형상기억합금은아직적용에한계가있다. 인간친화적인인공근육형공압구동기도모터와비슷한성질을가지므로많이시도되고있다. 모터는가장보편적으로사용되는구동기로, 주로 PMDC 모터, BLDC 모터, 스테핑모터, 그리고초음파모터등이사용되고있다. 현재까지새로운소재개발은모터에비해서효율성이떨어지며정확한제어가불가능하므로모터와결합하여상호보완적인역할을수행하는연구가진행중이다. 반면정밀모터와감속기등은한국로봇산업의최대아킬레스건으로로봇구동에중요한부품인모터의해외의존도가 80% 정도로취약한분야이다. 반면일본은세계모터생산량의 70% 를차지하는기술력과규모의경제를내세워국내로봇용모터수요를석권하고있으며, 유럽의스위스, 독일도탄탄한기계산업을바탕으로로봇용고정밀모터분야에서넘보기힘든경쟁력을보유하고있다. 6
2. 분야별국내로봇기술현황 가. 제조업용로봇자동차산업관련기업에서는자동차조립및부품생산라인의인력대체용로봇개발을추진하고있으며, 특히신규라인증설및교체에따른수요증대에대비하여신공정적용에따른다양한기능로봇개발사업을하고있다. IT 산업관련기업에서는 FPD 대형화에따른대형물류로봇개발사업을추진과동시에 IT 부품생산을위한고속정밀조립로봇개발을추진하고있다. 조선해양산업관련기업에서는고령화에따른인력대체용특수작업용로봇, 선박청소용로봇, 수중작업용특수제조업용로봇등을개발하고있다. 일반범용공장을갖는기업에서는 3D 작업용가공조립및물류작업용로봇, 용접및도장작업에필요한산업용이동로봇등을개발하고있으며, 특히실외작업용로봇, 바이오작업용로봇등도개발되고있다. 대학에서는산ㆍ학ㆍ연컨소시엄에의한기초핵심기술개발사업과산업체전문인력양성사업등을추진중이다. KIMM, KITECH 등의국책연구소에서는산ㆍ학ㆍ연컨소시엄에의한기초핵심기술, 기반구축사업등을주관하여다양한기능을갖춘제조업용로봇을개발하고있다. 제조업용로봇의경우최고기술보유국대비평균 85% 정도에육박하고있으나, 구동부의부품소재항목은 70% 정도로다소취약하다. 나. 전문서비스용로봇기업에서는현재로봇응용시스템을개발하고있으며, 우리기술, 한울로보틱스, 동일파텍, 로보테크등의기업을중심으로국방용로봇, 공공서비스로봇등의지능로봇을개발하였다. 대학에서는연구개발능력보유를위한기반기술을개발하고있으며, KAIST 에서 ERC 사업으로진행중인 Welfare Robotics 에대한연구를중심으로공동연구가수행되고있으며, 최근야지주행로봇, 의료지원로봇, 화재진압로봇, 심해로봇등과관련하여각대학에서다양한핵심기술개발을위한연구가진행중에있다. 원자력연구소를중심으로원자력발전소를위한전용로봇에대한연구가수행되고있으며, 한국전자통신연구원을중심으로지능형서비스로봇인터페이스기반기술과유비쿼터스네트워크인프라기술이연구되고있다. 전문서비스용로봇의경우최고기술보유국대비평균 80% 정도에이르고있으나, 지능형상호작용, 센서부, 구동부항목은 70% 정도로다소취약하다. 다. 개인서비스용로봇 삼성전자 ( 아이꼬마, 아이마로 ), 유진로봇 ( 청소로봇 ), 로보티즈 ( 분산형모듈기반소형휴머노이 7
주간기술동향통권 1433 호 2010. 2. 17. 드로봇 ), 마이크로로봇 ( 바코드기반청소로봇 ), 다사테크 ( 강아지모양의완구로봇 ), 로보빌더 ( 모듈형교육용로봇 ), 기타이지로보틱스등많은로봇벤처기업들이키트등교육용로봇을개발하여상용화추진중에있다. 대학의경우 KAIST 는이족보행휴머노이드를개발하였고플랫폼및동작중심의연구를진행하고있으며, 포항공대, KAIST( 휴머노이드, Welfare Robotics 등 ) 등을중심으로다양한핵심기술개발이진행중이다. KIST 는네트워크와연동되어서비스를제공할수있는위험작업로봇을개발완료하였으며, 상황을추론할수있는지능을통해사람과자연스러운상호작용이가능한네트워크기반이족보행휴머노이드로봇을개발중이다. ETRI 는 URC 와네트워크기반로봇을위한네트워크인프라기술, 네트워크를통해전이가가능한소프트웨어로봇, 지능형서비스로봇을위한핵심컴포넌트기술을개발중이다. 개인서비스용로봇의경우최고기술보유국대비평균 84% 정도에이르고있으나, 구동부의부품소재의경우 70% 정도로다소취약하다. < 표 4> 제조업용로봇의국내기술수준기술항목최고기술보유국최고기술대비국내수준국내기술취약분야 설계기술독일, 일본 80% 제조 ( 생산 ) 기술독일, 일본 90% 구동부독일, 일본 70% 적용기술미국, 일본 90% 지능화기술미국, 일본 80% < 표 5> 전문서비스용로봇의국내기술수준 - 로봇구조해석ㆍ설계ㆍ소프트웨어 - 구동메커니즘설계 - 부품설계 - 정밀가공ㆍ조립 - 소음ㆍ진동문제 - 서보모터 - 각종센서 - 로봇제어기소재의경량화 - 레이저용접 - 특수도장 - 정밀조립자동화 SI 기술 - 작업환경인식기술 - 고속정밀제어기술 기술항목최고기술보유국최고기술대비국내수준국내기술취약분야 명령입출력 미국, 일본 80% - Haptic 장치, 감성명령, 생체신호처리, 지능형입력장치, 통신 지능형상호작용 미국, 일본 70% - 인공지능, 대화, 접촉및비접촉 감지및인식 미국, 일본 85% - 시각, 청각, 후각, 촉각, 위치인식등 센서부 미국, 독일, 일본 70% - CCD, CMOS, 자이로, 적외선, 마이크로폰등 구동부 일본, 스위스 70% - 구동기, 감속기 기구부 미국, 독일, 일본 80% - 이동기구, 팔, 손목, 관절, 눈등 제어부 미국, 일본 90% - 주행, 보행, 지능, Manipulator 등 8
< 표 6> 개인서비스용로봇의국내기술수준기술항목최고기술보유국최고기술대비국내수준국내기술취약분야 명령입출력미국, 일본 80% - 감성명령, 생체신호처리, 지능형입력장치, 통신 지능형상호작용 미국, 일본 90% - 인공지능, 감성재현, 대화 감지및인식 미국, 일본 90% - 시각, 청각, 후각, 촉각, 위치인식등 센서부미국, 독일, 일본 80% - CCD, CMOS, 자이로, 적외선, 마이크로폰등 구동부 독일, 일본 70% - 서보모터, 각종센서, 로봇제어기소재의경량화 기구부 미국, 독일, 일본 85% - 이동기구, 팔, 손목, 관절, 눈등 제어부 미국, 일본 90% - 주행, 보행, 지능, Manipulator 등 < 자료 >: 로봇산업의 2020 비전과전략, 산업연구원, 2007 III. 국내외시장현황및전망 1. 해외시장현황및전망 가. 해외시장현황 2008 년 IFR 의보고서에따르면, 2007 년세계로봇시장규모는전년대비 18.9% 성장한 81.26 억달러로추산되고있다. 분야별로는제조업용로봇시장규모가 58.9 억달러로, 최근 3 년간점진적증가세를유지한반면서비스용로봇은 22.32 억달러로추산되어, 가파른성장세를보이고있다 [4]. 특히전문서비스용로봇시장은연평균 59.3% 의고성장세를보이고있으 ( 단위 : 억달러 ) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 제조업용전문서비스용개인서비스용합계 2005 2006 2007 ( 연도 ) < 자료 >: World Robotics 2008, IFR, 2008. 10. ( 그림 4) 세계로봇시장규모 9
주간기술동향통권 1433 호 2010. 2. 17. 며, 개인서비스용로봇시장도 2006 년전년대비 15.0% 의하락세를보였으나, 2007 년전년대비 81.3% 의높은성장세를회복하였다. 해외시장의흐름을보면제조업용로봇시장의전체규모는크나이미시장이포화되고있는반면서비스용로봇의시장이새로운시장으로생성되고있음을알수있다. 서비스용로봇은지능형로봇의주요적용분야로극한환경에서사람의노동을대체할수있는시장잠재력이높다. 또한개인용로봇의경우시장규모의증가속도가빠른분야로삶의질과직접연관된핵심적용분야이다. 따라서이러한해외시장의흐름에따라집중해서육성해야할분야의선정이필요하다. 나. 해외시장전망세계로봇시장은 2013 년 300 억달러규모에이르고, 본격적인시장성장단계에진입한이후 2018 년에약 1,000 억달러시장을형성할것으로전망된다. 이미초기시장성장단계에진입한것으로평가받는제조업용로봇의경우연평균 12% 수준의꾸준한성장이기대되며, 2012 년 75.5 억달러 [5],[6], 2015 년 260 억달러 [7] 규모의시장이예측되고있다. 서비스용로봇의경우, 초기단계로미래전망이불투명하지만새로운제품이꾸준히소개되고있기때문에높은성장세가예측된다. 전문서비스용로봇은로봇기술응용분야의확산으로인해큰폭의시장확대가예상되고, 개인서비스용은기술적난제해결에따른제품완성도확보를계기로 2013~2016 년경부터높은성장이전망된다. 실제 2005 년까지청소년ㆍ교육ㆍ오락용로봇시 ( 단위 : 억달러 ) 2,400 2,000 1,600 로봇융합산업 2018 년 1,200 억달러 1,200 800 400 전문서비스용제조용 개인서비스용 로봇산업 2018 년 1,000 억달러 로봇시장 ( 광의 ) 2018 년 2,200 억달러 0 2008 2013 2018 ( 연도 ) < 자료 >: 지식경제부, 2008. 11. ( 그림 5) 10 개로봇전문기관예측치종합검토결과 10
장의경우 5 년동안 10 배이상성장하여반도체산업무어의법칙을상회하였다. 더구나로봇 시장규모에타산업의융합으로신규발생하는로봇융합산업을추가할경우, 로봇자체시장대 비 2~3 배의시장을이룰것으로기대된다 [8]-[13]. 2. 국내시장현황및전망 가. 국내시장현황 2008 년로봇산업실태조사대상기업총 187 개사의사업유형별현황은제조업용로봇 76 개사 (40.6%), 로봇부품및부분품 67 개사 (35.8%), 개인서비스용로봇 32 개사 (17.1%), 전문 서비스용로봇 12 개사 (6.4%) 로분포되었다 [14]. 조사된로봇기업의매출액현황을살펴보면, 1 억원미만 (24.1%) 기업과 1 억 ~10 억원미만 (31.0%), 10 억 ~50 억원미만 (30.5%) 기업의 구성비가비슷하게분포되어있으며, 50 억원이상기업은전체 14.4% 로조사되었다. 매출액 50 억원미만의업체가전체의 85.6% 를차지하는중소기업위주의산업구조로대기업은제조 로봇에서서비스용로봇으로진출을모색하고, 중소기업은개인서비스로봇에서전문서비스 로봇으로진출을시도하였다. 따라서로봇정책에있어서우선적으로시행되어야할부분이시 장의제공에있다. 생산현황의경우 2007 년 7,541 억 7,200 만원에서 2008 년 8,957 억 2,600 만원으로전 년대비 18.8% 증가한것으로조사되었다. 그중로봇부품및부분품의증가율이 28.1% 로가장 10,000 9,000 8,000 7,000 6,000 ( 단위 : 억원 ) 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 제조업용전문서비스용개인서비스용로봇부품합계 2007 년 2008 년 < 자료 >: 2008 로봇산업실태조사, 한국기계산업진흥회, 2008 ( 그림 6) 국내로봇생산현황 11
주간기술동향통권 1433 호 2010. 2. 17. 높게나타났으며, 제조업용로봇은 18.0%, 개인및전문서비스용로봇은각각 16.1%, 10.0% 로나타났다. 수입현황을보면전반적으로로봇산업의경우생산액이수입액의 7 배정도높은데, 특히제조업분야의경우생산액이수입에비해월등히높아국산화율이높다. 반면서비스분야의로봇산업은현재시장이성장하고있는태동기에있으므로국내로봇산업의경쟁력확보를위해집중육성해야할분야로사료된다. 그리고로봇부품및부분품의경우모터및드라이버의수입의존도가높아, 고부가가치의로봇생산을위해서는부품및부분품분야의기술개발에의한국산화가절실하다. 나. 국내시장전망제조업용로봇산업의경우국내시장규모는 2005 년기준 5 억 3,000 만달러로추정된다. 2010 년에는 8 억 5,000 만, 2020 년경에는 19 억 3,000 만달러에이를것으로보이며, 생산규모는 22 억달러를기록할것으로전망되고있다 [3]. 전문서비스용로봇산업의국내시장규모는 2005 년기준 2,000 만달러로추정되며, 2010 년에는 8,000 만달러, 2020 년경에는 6 억 4,000 만달러를기록할것으로전망된다. 제조용로봇이나개인서비스용로봇에비해수요확보및시장형성이늦어지고있으나, 각로봇산업간의상호시너지효과를통해기술력이향상되고인프라가확립됨에따라성장률또한단계적으로크게증가가예상된다. 개인서비스용로봇산업의국내시장규모는 2005 년기준 5,000 만달러로추정되고, 2010 년에는 2 억 4,000 만, 2020 년경에는 19 억 7,000 만달러를기록할것으로전망되며, 생산은 31 억 6,000 만달러에달할것으로전망된다. 개인서비스용로봇산업이이렇듯급속히성장할것으로예측되는것은 IT 산업이국내소비시장의큰부분을차지하는것과유사한맥락이다. 개개인의용도를위한제품이수요유발측면에서큰시장을생성할수있으며, 궁극적으로로봇이인간생활과친밀해지는것을기술개발의궁극적목표로하고있으므로미래잠재력이큰시장이라고볼수있다. < 표 9> 제조업용로봇산업의국내시장전망 ( 단위 : 백만달러, 천명, %) 연평균증가율 항목 2005 년 2010 년 2015 년 2020 년 2005~2010 2010~2020 국내시장 530 850 1,370 1,930 9.9 8.5 생산 450 800 1,440 2,200 12.2 10.6 부가가치 157 280 504 770 12.3 10.6 고용 ( 천명 ) 2.8 5.0 9.0 13.8 12.3 10.7 수출 110 210 430 700 13.8 12.7 수입 190 260 360 430 6.5 5.2 < 자료 >: 로봇산업의 2020 비전과전략, 산업연구원, 2007. 12
< 표 10> 전문서비스용로봇산업의국내시장전망 ( 단위 : 백만달러, 천명, %) 항목 2005 년 2010 년 2015 년 2020 년 연평균증가율 2005~2010 2010~2020 국내시장 20 80 280 640 31.9 23.1 생산 6 30 150 390 38.0 29.2 부가가치 2.4 12 60 156 38.0 29.2 고용 ( 천명 ) 0.4 1.9 9.4 24.3 36.6 29.0 수출 0 10 70 220-36.2 수입 14 60 200 470 33.8 22.9 < 자료 >: 로봇산업의 2020 비전과전략, 산업연구원, 2007 < 표 11> 개인서비스용로봇산업의국내시장전망 ( 단위 : 백만달러, 천명, %) 항목 2005 년 2010 년 2015 년 2020 년 연평균증가율 2005~2010 2010~2020 국내시장 50 240 890 1,970 36.9 23.4 생산 30 300 1,240 3,160 58.5 26.5 부가가치 10.5 105 434 1,106 58.5 26.5 고용 ( 천명 ) 0.2 1.9 7.7 19.7 56.9 26.3 수출 18 130 590 1,460 48.5 22.6 수입 38 70 240 270 13.0 11.8 < 자료 >: 로봇산업의 2020 비전과전략, 산업연구원, 2007 IV. 제언 로봇은센서와구동기등의하드웨어와제어및운영시스템과같은소프트웨어가결합된종합제품이라고할수있다. 이러한개념으로볼때완제품은각부품을통합한형태로완제품못지않게요소기술이중요한분야이다. 국내기술현황은완제품시장의창출과함께로봇부품소재기업의새로운시장창출이필요한것으로사료된다. 특히국내산업이기계부품소재와전자부품소재산업기반으로성장해왔으므로로봇은새로운시장으로성장가능성을제공할것이다. 다시말해전통적인산업의성장포화에따른수요감소라는시장상황에대하여유연하게대처할수있는부품소재산업의새로운수요처로미래지향적인로봇산업발굴이절실하다. 이러한목적을위해서는국내기육성된산업간연계가필수적이다. 기존의산ㆍ학ㆍ연연계를기본으로기업간, 학교간, 연구기관간협력도필수적이다. 수준높은기술은다양한단위기술에서시작되므로, 로봇뿐아니라새롭게형성되는산업분야의선점을위해서는탈지역적협력이수반되어야할것이다. 13
주간기술동향통권 1433 호 2010. 2. 17. 반면기존의다양한정부지원책에도불구하고로봇시장의형성이원활하지않은가장큰이유는사용자의니즈 (needs) 를반영한킬러앱 (killer application) 의부재에있다. 이는구체적인제품의사용대상을정하지않은상태에서최고기술의집약만추구한결과라할수있다. 즉, 최종로봇의형태나기능을첨단에만맞춤으로써사용자의확대가어려운제품위주로개발되어왔다는것이다. 따라서시장의형성을위해양분화된기술개발이요구되는시점이다. 즉, 고도 (high-tech) 의기술을이용한극한환경용로봇분야제품과중위 (middle-tech) 기술을포함한일반사용자용로봇분야제품의개발이필요하다. 극한환경용로봇의경우위험한작업환경이나초정밀작업을위한전문로봇으로활용되고, 일반용로봇의경우하드웨어기술보다는소프트웨어에중점을둔오락ㆍ여가, 생활보조등의용도로사용될수있도록개발해야한다. 이와함께시장형성초기에는정부의강력한육성의지가필요한데, 지역적특성에맞는시범사업과함께학교교육에적극활용될수있는방안도출이필요하다. 그리고공공분야에시험ㆍ운용하여로봇이인간생활에안전하게다가갈수있음을지속적으로홍보하는한편시장의저변확대노력이필요하다. 로봇기업의지속적인육성을위해서는국제경쟁력확보를통한수출의증진이요구된다. 로봇제품의수출을위해서는표준화기술의발빠른도입과시험인증기관의분산설립이필수적이다. 국내기술의표준화율을높이기위해서는국제표준선정에회원국으로적극참여할수있도록국가적지원이필요하다. 로봇산업은전후방산업에큰영향을미칠수있는분야로각지역에특화된로봇산업이육성될경우후방산업인부품소재분야와전방산업인제조업의동반성장을기대할수있으며, 인간삶의질이미래국가발전의지표로인식되고있는현시점에서지역민의삶의질을향상시킬수있는로봇의확대사용으로전국민적복지증진에이바지할수있을것이다. 이는국가전체의선진화에도큰영향을미칠수있을것으로사료된다. < 참고문헌 > [1] 배일한, 인터넷다음은로봇이다, 동아시아, 2003. [2] 차세대로봇비전간담회보고서, 일본경제산업성, 2004. [3] 로봇산업 2020 비전과전략, KIET, 2007. [4] World Robotics 2008, IFR, 2008, 기준추산 [5] World Wide FA Robot 관련시장, 통계자료, 후지경제 ( 富士經濟 ), 2007. [6] 파트너로봇시장규모예측 ( 일본국내 ), Impress R&D, 2007. [7] 로봇산업의육성방안, 한림공학원, 2004. 14
[8] Update on the Partner Robot Market and Analysis of Key Technologies and Parts, Seed Planning Inc., 2006. [9] Robot Kits for Education and Entertainment Market Forecasts, WinterGreen Research, 2008. [10] Military Ground Robot Market Forecasts, WinterGreen Research, 2008. [11] Surgical Robot Market Shares, Market Strategies, and Market Forecasts, 2008-2014, WinterGreen Research, 2008. [12] Personal Robots Market Forecasts ABI Research, 2008. [13] Electric Vehicle Forecasts, Players, Opportunities 2005-2015, IDTechEx, 2005. [14] 로봇산업실태조사 -통계청승인통계집-, 한국로봇산업협회, 2008. * 본내용은필자의주관적인의견이며 NIPA 의공식적인입장이아님을밝힙니다. 15