지능형로봇

지능형로봇

전략분야 지능형로봇 1. 개요 1 2. 정책분석 4 3. 생태계분석 15 4. 기술분석 26 5. 중소기업시장대응전략도출 32 6. 전략품목 33 전략품목 산업용근력증강웨어러블로봇 1. 개요 38 2. 외부환경분석 41 3. 기술분석 46 4. 연구개발네트워크 57 5. 기술개발로드맵 62 가정용로봇및콘텐츠 1. 개요 70 2. 외부환경분석 73 3. 기술분석 78 4. 연구개발네트워크 95 5. 기술개발로드맵 105

융합적사고교육용교구재로봇 1. 개요 114 2. 외부환경분석 117 3. 기술분석 120 4. 연구개발네트워크 134 5. 기술개발로드맵 140 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 1. 개요 150 2. 외부환경분석 154 3. 기술분석 166 4. 연구개발네트워크 187 5. 기술개발로드맵 197 물류로봇 1. 개요 206 2. 외부환경분석 210 3. 기술분석 215 4. 연구개발네트워크 241 5. 기술개발로드맵 250 바이오공정자동화지능형로봇시스템 1. 개요 260 2. 외부환경분석 262 3. 기술분석 266 4. 연구개발네트워크 279 5. 기술개발로드맵 282

재활훈련용근력보조웨어러블로봇 1. 개요 290 2. 외부환경분석 294 3. 기술분석 299 4. 연구개발네트워크 313 5. 기술개발로드맵 320

전략분야현황분석 지능형로봇

지능형로봇 지능형로봇 1. 개요 가. 정의 지능형로봇은외부환경을스스로인식하고상황을판단하여자율적으로동작하는기계장치에 대한제품, 부품및이와관련된기술의개발및보급을담당하는분야 나. 범위및분류 2017년로봇산업실태조사결과보고서에따르면, 로봇산업특수분류는제조업용로봇, 전문서비스용로봇, 개인서비스용로봇, 로봇부품및부분품, 로봇시스템, 로봇임베디드, 로봇서비스로구분 [ 지능형로봇의범위 ] 대분류정의중분류 제조업용로봇 각산업제조현장에서제품생산에서출하까지공정내작업을수행하기위한로봇으로자동제어되고, 재프로그램이가능하고다목적인 3 축또는그이상의축을가진자동조정장치 이적재용로봇 공작물탈착용로봇 용접용로봇 조립및분해용로봇 가공용및표면처리로봇 바이오공정용로봇 시험, 검사용로봇 기타제조업용로봇 전문서비스용로봇 불특정다수를위한서비스제공및전문화된작업을수행하는로봇 빌딩서비스용로봇 사회안전및극한작업로봇 의료로봇 사회인프라로봇 군사용로봇 농림어업용로봇 엔터테인먼트용로봇 기타전문서비스용로봇 개인서비스용로봇 인간의생활범주에서제반서비스를제공하는인간공생형대인지원로봇 가사용로봇 헬스케어로봇 여가지원용로봇 교육및연구용로봇 기타개인서비스용로봇 1

전략분야현황분석 대분류정의중분류 로봇부품및부분품 제조업용 로봇, 개인서비스용 로봇, 전문서비스용 로봇 등을 생산하기 위하여 사용되는 중간 생산물로서 다른 중간재와의 결합을 통하여 최종재의 경쟁력을 결정하는 핵심요소 로봇용구조부품및부분품 로봇용구동부품및부분품 로봇용센싱부품및부분품 로봇용제어부품및부분품 로봇용소프트웨어 기타로봇용부품및부분품 로봇시스템 로봇을포함하여기계, 장치등을조합하여필요한기능을실현한집합체 제조용로봇시스템 로봇기반생산시스템 전문서비스로봇시스템 기타서비스로봇시스템 로봇임베디드 외형적으로로봇의형상이아니지만로봇의기술이적용되어있는부품및제품 로봇임베디드교통 로봇임베디드가전 로봇임베디드헬스 로봇임베디드 IT 로봇임베디드국방 로봇임베디드의료 로봇임베디드건설 기타로봇임베디드 로봇서비스 로봇을활용하여사람에게필요로하는신체적, 정신적서비스를제공하는행위 로봇판매서비스 로봇음식점및정보서비스 로봇임대서비스 로봇과학및기술서비스 로봇시설관리및사업지원서비스 로봇교육서비스 로봇보건및사회복지서비스 로봇예술, 스포츠및여가관리서비스 로봇수리및기타개인서비스 지능형로봇은크게제조및비제조용으로나뉘며, 비제조용로봇은개인서비스, 전문서비스로나뉨 제조용로봇의분야는산업현장에서제품생산을목적으로만들어진기계로, 머니퓰레이터로봇플랫폼, 이동용플랫폼, 로봇용제어기, 로봇용센서등으로나뉨 비제조로봇중개인서비스로봇의경우생활편의를목적으로사람을돕기위해만들어진로봇으로, 가사지원, 교육, 엔터테인먼트, 실버케어등의분야로나뉨 한편, 전문서비스로봇의경우재난구조, 의료등불특정다수를위해특수제작된로봇으로, 필드로봇, 전문청소, 검사및유지보수, 건설및철거, 유통물류, 의료, 구조및보안, 국방등분야로나뉨 2 2

지능형로봇 [ 로봇의분류 ] 분류공급망관점세부기술주요제품및기술 제조용로봇 산업각분야의제조현장에서생산과출하를위한작업수행 머니퓰레이터로봇플랫폼이동용플랫폼로봇용제어기로봇용센서 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 인간의생활범주에서제반서비스를제공하는인간공생형대인지원로봇 교육및연구용여가지원용로봇헬스케어로봇기타개인서비스용로봇 연구용로봇, 교육용로봇, 교보재용로봇등 애완용로봇, 소형휴머노이드로봇등 개인재활훈련용로봇, 헬스케어로봇등 맹인안내로봇, 머리감김로봇등 비제조 개인서비스 불특정다수를위해서비스제공및전문화된작업을수행 사회안전및극한작업로봇 의료로봇 시설청소용로봇, 이동형키오스크로봇등 실내경비용로봇, 화재감시로봇등 복강경수술로봇, 관절수술로봇, 재활훈련용로봇등 전문서비스 사회인프라로봇군사용로봇농림어업용로봇엔터테인먼트용로봇기타전문서비스용로봇 관로작업용로봇, 광업용로봇등 경계감사용로봇, 전투용로봇, 비행정찰로봇등 농업용및축산용로봇, 임업용로봇등 아케이드게임로봇, 연주로봇등 교통정리, 도로청소, 건물내장재공사등 * 출처 : 한국과학기술정보연구원, 중소기업기술로드맵 로봇응용분야. 2016, 한국로봇산업진흥원서비스용로봇활용사례집재구성 3

전략분야현황분석 2. 정책분석 가. 해외정책동향 유럽 독일은로봇산업에서높은품질경쟁력을보유하고있고이를더발전시키기위해혁신적기술과제품개발에집중하고있으며, 이와동시에사람이소외되지않는제조업을목표로한 노동 4.0(arbeit 4.0) 프로젝트추진 중소제조업활성화를위한인간 - 로봇공동작업체계 (SME Robotics Work System) 개발, 스마트팩토리로대표되는새로운생산패러다임구현등 Industry 4.0 정책을추진 - 스마트팩토리성공사례인아디다스의스피드팩토리는노동집약적이던생산공정을디지털작업을통해소수의인원만으로다품종소량생산이가능하도록변화시켰으며, 동시에스마트공장운영에필요한지식집약적직군의일자리를증가 한국과는 2018 년 4 월부터한 - 독양자간 2+2 프로젝트를시작 한 - 독양자간 2+2 프로젝트첫모집 시범모집 : 2016 년 12 월 내용 연구분야 : 로봇 간호로봇, 노인간호로봇, 치료사로봇, 인공감정과인공지능로봇, 재난대응로봇 독일과한국연구기관파트너최소한곳 + 독일중소기업한곳 + 한국기업파트너한곳으로이루어진 연구개발프로젝트 3 년간프로젝트 3 개지원 [ 양자간 2+2 프로젝트로봇 (Bilateral 2+2-Project Call Robotics) ] 주관부처 : 독일연방교육연구부 (German Federal Ministry for Education and Research (BMBF)), 한국 과학기술정보통신부 (Korean Ministry of Science and ICT) 담당기관 : 독일 DLR 국제국 ( 독일측 ), 한국연구재단 ( 한국측 ) www.internationales-buero.de, www.nrf.re.kr * 출처 : 유럽의과학기술혁신및한국과의협력활동 ( 주한유럽연합대표부, 2018) EU 는 2014 년제조 농업 헬스 교통 사회안전등전방위적산업과로봇기술과의융합을통한세계로봇시장선점 강화를목적으로세계최대규모로봇프로그램 (SPARC) 을운영하고, 2014 년부터 2020 년까지총 21 억유로투자발표 SPARC 는로봇산업에대한전략연구아젠다및로드맵을발표하며유럽로봇연구및기술혁신에대한포괄적인정보를제공 원천 핵심기술확보및기술장벽구축을위한지적재산권강화에노력 특히로봇은독일의제조업디지털전환 인더스트리 4.0 프로젝트에서중요한위치를차지 2020 년까지약 620 억유로수준의로봇시장규모를달성할것으로전망하고있으며, 전세계로봇시장점유율을 42% 까지증가시키는것이목표 4 4

지능형로봇 프랑스 이탈리아 영국도로봇관련중소기업자금공급등제조업디지털전환과로봇도입확대지원정책시행 2018 년 EU 집행위원회는인공지능분야육성을위한계획을발표했으며, 이중지능형로봇과원격제어로봇개발프로젝트가포함 북미와아시아에뒤쳐진인공지능경쟁력회복을위해투자확대와제도정비를추진하며, 민관공동으로 2018 년 ~2020 년사이 200 억유로를투자하여기술경쟁력확보시도 데이터 & e 헬스, 공공행정 & 서비스, 운송, 농업, 제조의 5 개분야에서개인의삶향상과경제 사회적가치창출에기여하는 AI 프로젝트를선정하여지원 - 화초, 관목을관리하는지능형원예로봇 Trimbot2020 에 5.4 백만유로, 씨앗을심는원격제어로봇 MARS 에 19.7 백만유로지원예정 미국 제조업, 의료, 서비스산업중심의로봇을다양한분야로확장한다는계획을수립하고미국로보틱스로드맵 (A Roadmap for U.S. Robotics) 발표 2009 년 1 차미국로보틱스로드맵을발표한후, 2016 년이를보완한 2 차로드맵을발표 - 2 차로드맵에서는로봇도입분야를제조업, 의료, 서비스산업에서공공안전, 지구과학, 인력개발등으로확장해야한다는점을강조 미국국립과학재단 (NSF) 도 1 차미국로보틱스로드맵을바탕으로 2011 년국가로보틱스이니셔티브 (National Robotics Initiative, NRI) 1.0 을공개하고 2016 년 2.0 으로발전시켜발표 인간과협력하는로봇의확대 라는비전아래세부적목표와연구주제들을선정 [ 국가로봇이니셔티브 2.0 주요내용 ] 구분 주요내용 인간과협력하는로봇의확대 - 로봇을오늘날컴퓨터처럼일상적으로활용 비전 - 로봇의민주화 : 모든사람을위한로봇 - 다양한영역에서다양한종류의작업수행 ( 헬스, 지원, 서비스, 제조, 농업, 환경, 토지, 해양, 대기, 우주, 교육등 ) - 삶의질과노동의질개선 5

전략분야현황분석 구분 주요내용 다수의로봇 인간간의협력실현 물리적협력 (Physical Collaboration) 목표 확장성 (Scalability) 맞춤화 (Customizability) 와개인화 (Personalizability) 사회적, 경제적, 법적, 교육및노동력분야이슈 기반기술및통합시스템필요 협력 (Collaboration) - 로봇-인간, 로봇-로봇간효율적인업무협력 - 분산된업무에대한지각, 기획, 학습 - 업무관련고지 (inform) 및지시 (Instruction) 상호작용 (Interaction) - 초보자와의유연한상호작용및전문가와의효율적협력 - 업무수행상대방행동에대한예측 - 정신모델 (mental models) 을포함한사회적정보분석 (Social intelligence) 연구주제 - 상호신뢰 물리적실현 (Physical Embodiment) - 로봇과의안전한협력을위한디자인및소재설계 - 물리적협력 (Physical collaboration) 확장성 (Scalability) - 맞춤화, 개인화의용이성 - 대용량로봇데이터의관리 진입장벽완화 (Lowering Barrier to Entry) - 효율적이고안정적이면서이용이편리한인프라 - 로봇테스트베드공유를위한다양한방안 * 출처 : 산업기술정책브리프 산업용로봇도입에따른글로벌제조업가치사슬변화및시사점 ( 한국산업기술진흥원, 2018) 중국 중국정부는 2015년 중국제조 2025 계획을발표하면서로봇을 10대전략적육성산업으로선정하고집중지원하기시작 차세대정보기술, 로봇, 항공 우주, 해양공학, 고속철도, 고효율 신에너지차량, 친환경전력, 농업기기, 신소재, 바이오등 10대분야에서혁신을이뤄핵심부품과자재의국산화율을 2025년에 70% 까지달성한다는계획 중국은제조강국으로의도약을위해로봇산업경쟁력강화를집중적으로추진하고있으며, 로봇산업의기술력부족을정부의적극적인지원정책과기업들의인수합병전략으로빠르게극복 중국로봇시장규모는 62억 8,000만달러로 2012~2017년연평균 28% 증가하였으며, 이중산업용로봇시장규모는 42억 2,000만달러로전체로봇시장의 67% 차지 6 6

지능형로봇 중국산업용로봇의주요응용분야는자동차산업, 3C( 컴퓨터, 통신장비, 가전제품 ), 금속제조업, 플라스틱및화학제품, 식품제조업등이며, 이중 3C 분야가 2017년약 5만대, 산업용로봇전체판매량의 35.2% 를기록하면서주요산업으로대두 다만최근 중국제조 2025 계획을외국기업들에대한 기술탈취 를상징하는동시에중국의경제패권추구를집약하는전략으로판단한미국공격대상으로지목되면서정부의홍보가줄어든상황 [ 중국산업용로봇관련주요정책 ] 연도법규주요내용 2010 2011 2012 2013 2015 2016 국무원 전략적신흥산업배양및발전에관한결정 전인대 국민경제와사회발전제12 5 (2011-2015년 ) 규획강요과기부 스마트제조과학기술발전 12 5 전문프로젝트규획 공신부 첨단장비제조업 12 5 발전규획 발개위 산업구조조정지도목록 (2013 년수정본 ) 공신부 공업로봇산업발전추진에관한지도의견 국무원 중국제조 2025 공신부, 발개위, 재정부 로봇산업발전규획 (2016-2020년 ) 첨단장비제조업을전략적신흥산업중하나로선정하고기초조립능력의강화, 디지털화를통한적극적인발전, 시스템통합기술으로하는스마트제조장비구축을강조 제조업의개조및업그레이드, 장비제조업의기초부품연구개발, 시스템통합수준의향상, 장비제품의스마트화및스마트제조장비구축등을강조 산업용로봇의본체와정밀감속기, 서보드라이버및전기기계, 제어기등핵심부품의범용기술의개발과, 자동공정화제품의연구개발, 산업용로봇및그핵심부품의기술혁신과산업화실현을목표로제시 스마트기기와자동제어시스템, 산업용로봇, 핵심부품개발, 로봇에기반을둔장비생산라인자동화구축강조 3축이상연동되는빠르고정밀한수치제어시스템, 서보전기기계및구동장치, 기능부품등을발전장려항목에포함 2020년까지산업용로봇산업시스템을완비, 3~5개의국제경쟁력을보유한우수기업과 8~10개의산업클러스터를육성 첨단제품시장에서산업용로봇의시장점유율을 45% 이상으로제고, 로봇밀도 (1만명의직원당사용되는로봇대수 ) 100대이상등의구체적목표제시 정보기술과제조기술의융합발전가속화, 스마트장비와스마트제품의발전과생산과정의스마트화, 신형생산방식의육성계획을발표 기업의연구개발및생산관리, 스마트화수준제고, 로봇본체, 감속기, 서보모터, 제어기, 센서및디스크드라이버등핵심부품및시스템통합등의분야의기술경쟁력제고를강조 중국브랜드산업용로봇의연생산량을 10만대이상, 6축및그이상의산업용로봇의연생산량을 5만대이상으로제고 산업용로봇, 서비스로봇, 의료로봇등의기술개발및핵심부품의자급자족발전등을추진 2020년까지로봇밀도 150대이상을목표치로제시 * 출처 : 중국산업경제브리프 - 중국의산업용로봇 ( 산업연구원, 2018) 재구성 7

전략분야현황분석 일본 2014 년 6 월각료회의를통해신성장전략에서로봇을중점분야의하나로선정한이후, 로봇혁명실현회의를설치해 2015 년 1 월 로봇신전략 을발표 로봇신전략 은로봇산업성장과다양한산업에서의로봇채택지원을골자로하여 3 개행동계획과 5 대로봇활용핵심분야제시 - 행동계획 : 1. 로봇개발역량을향상시켜일본을전세계로봇혁신허브로육성, 2. 일본전역에로봇을보급해일본이전세계에서로봇사용률이가장높은사회가되는환경을조성, 3. 데이터및통신네트워크의보안을강화하면서일본로봇기술을전세계표준으로구축 - 로봇활용핵심분야 : 제조, 서비스, 간호 의료, 인프라 재해대응및건설, 농림수산업 식품산업 [ 분야별액션플랜의주요내용 ] 구분내용 2020 년목표 제조서비스간호의료 부품조립, 식품가공 등 노동집약적 제조업 중심으로로봇도입추진 로봇화가지연되고 있는 준비공정 등에 로봇을도입하는한편, IT 활용을통해로봇 자체고도화도모 로봇업체-사용자사이를연결해주는시스템 통합업체육성 로봇표준모듈화및공통기반 ( 로봇 os) 을 정비 물류, 도 소매업, 음식 숙박업 등 로봇도입 추진 우수사례수집과전국확산을통해지역 서비스업 일손 부족 해소, 생산성 향상을 통한임금상승선순환형성 차세대요소기술개발로접객자동화검토 이동및 보행 지원, 배설 지원, 치매환자 보호, 목욕 지원 등 5개 분야 개발 및 실용화, 보급후원 수술지원로봇등의료기기보급 신규의료기기심사신속화 조립과정의로봇화비율향상 : 대기업 25%, 중소기업 10% 차세대로봇활용우수사례 30건추진 상호운용가능한하드웨어 : 1,000 제품이상 시스템통합사업관련시장규모확대 피킹 (Picking) 및검품에관련된로봇보급률약 30% 향상 도소매, 요식, 숙박업종에서배달이나청소와같은작업을중심으로활용모범사례수집 (100개정도 ) 간호로봇의국내시장규모 500억엔으로확대 신규간호방법등의식개혁추진 간호를하거나간호를받을때간호로봇을이용하겠다는의향을현재각각 60%, 65% 에서 80% 로상향 로봇기술을활용한의료기기실용화 100건이상지원 ( 15~ 19) 8 8

지능형로봇 구분내용 2020 년목표 인프라 재해대응 건설 농림수산업 식품산업 건설현장의노동력절감과작업자동화를통해중장기적인력부족에대응 인프라점검등에로봇을활용해기술자의유지관리효율화및고도화도모 재해조사로봇으로재해상황파악의신속화, 토사재해현장에서무인화시공으로효율성향상 트랙터등농업기계에 GPS 자동주행시스템등을활용함으로써작업자동화실행, 대규모 저비용생산실현 지원로봇이나제초로봇을활용하여인력에의존하는중노동을기계화 / 자동화 고도환경제어시스템및농작물상태판별로봇등의보급으로고품질화실현 생산성향상및노동력절감위한정보화 시공기술보급률 30% 향상 중요 노후인프라 20% 에대한센서, 로봇, 비파괴 검사기술 활용한 점검 및 보수 고효율화도모 토사붕괴, 화산 등 가혹한 재해 현장에 있어서도인간과비교해손색없는시공효율 시현 2020년까지자동주행 트랙터 현장 구현 실현 신규로봇 20기종이상도입 * 출처 : 과학기술 & ICT 정책 기술동향분석 (KISTEP, 2016), 한 중 일로봇산업및정책동향 ( 정보통신기술진흥센터, 2017) 재구성 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 9

전략분야현황분석 나. 국내정책동향 4 차산업혁명도래에대비한체계적이고일관성있는로봇산업육성추진 국가전략기술수준을진단하고향상시책을수립하기위해 2년주기로기술수준평가실시 ( 과학기술기본법제14조제2항및시행령제24조의제2항 ) 기술동향, 논문, 특허분석을바탕으로전문가델파이조사 (2-round) 를실시하여주요 5개국 ( 한국, 미국, 일본, 유럽, 중국 ) 의기술수준 (%) 및기술격차 ( 년 ) 등평가 한국은전문가평가 5위, 논문평가 4위, 특허평가 4위로주요 5개국중하위권에속해있으나, 교육용로봇 응용기술에서우수한기술수준보유 로봇지능기술은인공지능관련선도기업 ( 구글, 아마존등 ) 을보유하고있는미국이압도적으로뛰어나지만중국이중국정부의공격적인투자로미국을쫓아가는중이며, 기구및부품, 로봇응용및서비스기술등은미국뿐만아니라일본, 유럽등각국이각자특화된기술력을보유 2018 년 8 월과계부처합동으로 2017 년의주요성과를분석하고 2018 년도추진방향및실행 계획이담긴 2018 년지능형로봇실행계획 을수립 2017 년주요성과로는선도형, 수요자중심, 융합형 R&D 추진, 로봇보급, 로봇활용공정혁신, 비즈니스모델발굴, 인증 표준지원확대, 인력양성, 로봇융합네트워크구축등이있음 2018 년추진방향은기술경쟁력확보를위한핵심기술확보지원, 신규수요창출및해외시장진출 기반확대, 융합분야전문인력양성과융합협의체운영등협력생태계조성에집중 2018 년추진방향에맞춰로봇 R&D 종합역량제고, 로봇수요전산업확대, 개방형로봇산업생태계 조성, 범국가적로봇융합네트워크구축등세부추진과제수립 구분추진과제주관부처 1. 로봇 R&D 종합역량제고 1-1 로봇 R&D 수요자중심기술개발 1-1-1 AI- 로봇융합프로젝트 산업부 과기정통부 예산 ( 단위 : 억원 ) 17 년 18 년 104(44) 176(73) 1-1-2 범부처협력로봇제품기술개발산업부 (106) (116) 1-1-3 풀뿌리연구과제지원산업부 (21) (19) 1-2 로봇융합제품및산업원천 부품기술개발 [ 추진과제목록 ] 1-2-1 로봇산업핵심기술개발산업부 884 781 1-2-2 로봇비즈니스벨트조성산업부 130 137 1-2-3 국민안전로봇프로젝트산업부 66 103 1-2-4 바이오닉 Arm 기술개발과기정통부 78 82 1-2-5 실감교류인체감응솔루션개발과기정통부 95 79 1-2-6 개인연구지원사업과기정통부 52 52 10 10

지능형로봇 구분추진과제주관부처 2. 로봇수요전산업확대 3. 개방형로봇산업생태계조성 4. 범국가적로봇융합네트워크구축 2-1 로봇기술의타제조 서비스분야확산 예산 ( 단위 : 억원 ) 17 년 18 년 2-1-1 수중건설로봇기술개발해수부 110 77 2-1-2 농사로봇등기술개발 농식품부 농진청 79 81 2-1-3 재활로봇중개연구복지부 26 32 2-1-4 무인수상정 / 착용형로봇기술개발방사청 86 85 2-1-5 화재진압등로봇성능평가환경구축기술개발소방청 12 12 2-2 로봇사업화지원사업의전략적활용 2-2-1 부처주도형로봇보급산업부등 48.3 48.3 2-2-2 아이디어발굴형로봇보급산업부 21.3 27.6 2-2-3 로봇활용중소제조공정혁신지원중기부 30 30 2-3 글로벌협력강화 2-3-1 재난대응로봇등국제공동연구추진산업부 (12) (12) 2-3-2 맞춤형해외시장진출지원산업부 8 7.6 3-1 수요기업 타산업기업투자확대유도 3-1-1 로봇산업클러스터조성산업부 - - 3-1-2 로보월드개최산업부 7.2 6 3-2 인증 표준국제화 3-2-1 품질인증및품질보장체계구축산업부 2.8 5.5 3-2-2 국제표준화지원산업부 1.3 2.5 3-2-3 로봇융합부품고도화사업산업부 9 4 3-2-4 IP R&D 전략지원특허청 0.7 1.4 3-2-5 정부 R&D 특허기술동향조사특허청 1.7 1.3 3-3 중소기업중심로봇전문인력양성산업부 14.4 14 4-1 타산업 타분야와의협업확대산업부 0.6 0.6 4-2 지역거점기관역할강화산업부 6 6 합계 1,829.3 1,778.8 * ( ) 는타추진과제와중복예산으로합계에서제외 ** 출처 : 2018 년지능형로봇실행계획 ( 관계부처합동 ) 로봇산업정책주요성과 로봇 R&D 종합역량제고 스마트공장확산 서비스수요증가등에대응하여성장가능성이크고, 내수기반이갖춰진유망품목중심으로기술개발추진 - 산업부-과기정통부공동으로인공지능이융합된차세대첨단로봇개발신규착수 - 재난안전로봇시스템개발및실증시설구축추진 - 신시장창출을위한특수제조환경용제조로봇시스템개발추진 - 의료 재활로봇, 헬스케어로봇실증을위한인프라구축추진 11

전략분야현황분석 수요자기획아이디어반영을위해풀뿌리연구및경쟁형 R&D 과제지원 - 신규분야개척및미래시장창출기반조성을위해연구자의창의적자유로운아이디어에기반한풀뿌리연구지원 - 아이디어경쟁촉진을위해경쟁형 R&D과제신규지원 로봇수요전산업확대 의료, 농업, 안전, 해양등융합로봇기술개발 - 복강경수술로봇, 물류로봇등기술개발 상용화추진 - 자동농작업로봇, 로보틱농기계부품등농업용로봇기술개발 - 수중건설로봇, 착용형근력증강로봇등융복합기술개발 중소제조, 부품, 교육, 의료등다양한분야에서로봇활용효과성검증을통해사업화성공사례도출및로봇시장확대성과 - 중소제조로봇 415억원, 교구용로봇 247억원, 로봇부품 109억원등 17년총 1,073억원의신규매출발생 - 17년국내 외신규테스트베드 73개구축지원, 고용창출 329명, 로봇판매거래처 937개소확보, 품질개선 473건등성과창출 국내중소기업의제조공정자동화에필요한제조업용로봇을지원해생산성향상, 불량률감소등성과창출 - 중소제조기업로봇도입지원으로수요기업의생산성향상 118.7%, 불량률감소 3.41%, 원가절감 53.3%, 납기준수율개선 5.9% 달성 한국로봇기업의중국진출강화를위한기반마련및전략적해외진출지원 - 해외전시회, 수출상담회등맞춤형수출지원으로한국로봇기업의해외시장진출지원 ( 17년실수출 680만불달성 ) - 해외진출기반조성및현지로봇시장현황공유를위한국제로봇비즈니스포럼개최 개방형로봇산업생태계조성 로보월드기간로봇기술사업화경진대회개최등로봇비즈니스아이디어및마케팅전략발굴 - 로봇기업의제품을활용한미션수행을통해다양한비즈니스모델과아이디어를발굴하는 R-BIZ 챌린지대회개최 로봇제품에대한단계적인인증제도마련및국내 외표준화활동의참여 지원확대 - KS 인증기관으로지정된한국로봇산업진흥원을중심으로로봇제품에대한 KS 인증대상확대 - 국제공인시험기관 (KOLAS) 인정분야확대 - 개인지원로봇 ( 이동보조로봇등 ), 이동형서비스로봇, 협동로봇, 의료로봇 ( 수술로봇, 재활로봇 ) 등로봇성능 안전국제표준화에대응 12 12

지능형로봇 석박사급고급인력및중소기업실무형전문인력양성 - 창의융합석사과정 (`17년 76명 ), 로봇융합오픈아카데미 (`17년 111명 ) 등 - 재직자대상수요조사를통해로봇융합교육과정을개설하고, 직무전문화재교육실시 (`17년 27개과정 66회운영, 822명수료 ) 범국가적로봇융합네트워크구축 기업, 수요자, 관계기관등이공동으로참여하여 R&D, 제도정비과제등발굴논의하는로봇융합얼라이언스운영 - 재활로봇융합얼라이언스를구성운영하여시장활성화를위한 R&D 과제발굴및제도개선방안마련 - 로봇산업클러스터를중심으로창업컨설팅, 투자자금지원등로봇기업의성장을지원 지역로봇산업지원기관의협력강화추진 - 지역로봇산업육성의정책적 제도적 지원방안도출을위한지원기관협의회를개최하여협력네트워크활성화및기반확대 - 로봇산업지원기관에서보유한인프라 ( 장비, 인력등 ) 를활용하여지역로봇기업지원을통한산업육성및일자리창출 잠재력이있는창업초기기업을발굴하여전문가멘토링, 비즈니스모델개발, 아이템검증 개발, 시장진입등지원 ( 17년 6개사지원 ) - 로봇산업진흥원의 로봇창업보육센터 에서예비창업자대상입주공간제공, 전문가멘토링등지원 [ 국내로봇산업정책변화 ] 연도정책명주요추진전략내용 킬러애플리케이션창출을위한기술개발 2005 년 지능형로봇산업비전및발전전략 역량강화 산업선순환 고리 형성을 위한 인프라 조성 시너지효과제고를위한혁신클러스터 산업활성화를위한체제정비 산업화촉진을위한초기시장창출 구축 13

전략분야현황분석 연도정책명주요추진전략내용 로봇제품의신뢰성제고를위한표준 인증체계확립 2009 년 제 1 차지능형로봇기본계획 5개년 R&D 투자방향설정 3대기술군별차별화된 R&D 전략으로기술경쟁력제고 스타프로젝트추진 조기상용화촉진을위한수요자중심의시범사업강화 대규모로봇수요공간조성 세계최고권위의경진대회육성 법 제도개선및로봇윤리헌장제정 민간자금을 활용한 로봇산업 투자재원 확보 산업활성화를위한지원시스템강화 로봇산업역량 결집을 위한 협력체계 구축 R&D 역량결집및산업진흥전담체계 구축 국내외시장확대를위한마케팅지원 고용연계형다차원적전문인력양성 광역경제권별로봇지원센터특화육성및 연계강화 수요자와공급자가 함께참여하는 집단 협업공간구축 2014 년 제 2 차지능형로봇기본계획 글로벌선도형대형 R&D 과제추진 다양한사회적니즈반영 부품 (SW) 서비스분야 R&D 강화 로봇기술의타제조 서비스분야확산 로봇보급사업의전략적활용 글로벌협력강화 수요기업 타산업 주력기업 투자 확대 유도 인증 표준국제화 중소기업중심로봇전문인력양성 타산업 타분야와의협업확대 로봇산업협력체계내실화 지역거점기관역할재정립 * 출처 : 한 중 일로봇산업및정책동향 ( 정보통신기술진흥센터, 2017) 14 14

지능형로봇 3. 생태계분석 가. 시장동향및전망 세계시장 세계로봇시장규모는 2017 년 398 억달러수준에서연평균 43.3% 씩증가하여 2022 년에는 2,690 억달러수준에도달할전망 [ 로봇분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 합계 39,800 59,140 85,180 136,800 187,700 268,974 43.3 * 출처 : Size of the global market for industrial and non-industrial robots from 2016 to 2022(Statista, 2017) 세계로봇시장규모는노동비용의대체, 고령화에대한대응, 자국산업경쟁력제고, 국방력강화등을위한각국의적극적활용정책으로높은성장세를유지할전망 전체로봇시장에서제조업용로봇이 2/3에달하나이비율은점차감소될것으로추정되며빈자리를전문서비스용로봇이차지하게될것으로예상됨 특히 IFR(International Federation of Robotics) 의자료에따르면의료, 필드, 국방등목적에특화된분야에이어가장큰시장이형성되어있는분야가물류로봇분야로향후성장가능성높을것으로예상 제조용로봇의설치산업별비중을살펴보면미국, 독일, 일본은자동차산업이가장높은반면, 한국은전기전자산업이가장높게나타남 - 한국은다른나라에비해직교좌표로봇의비중이높음 개인서비스용로봇시장은교육가사도우미로봇, 육아돌봄로봇, 스마트홈서비스로봇 SW, 라이프케어로봇시장등의수요증가에따라지속확대될전망이며, 향후가사지원로봇시장규모가비중점차확대추세 전문서비스용로봇의경우기술적진보에의해뒷받침된사회적과제, 군사적요구사항및비즈니스요구로인해군사, 의료분야뿐아니라건설및농업산업분야등다양한응용분야에서의시장확대가기대되어급속한시장확대전망 2017년기준판매수량기준으로서비스로봇의전년대비성장률은 25% 를달성했으나, 판매액은전년대비 8.8% 수준으로, 판매액기준으로는여전히제조용로봇의부가가치가높은수준 15

전략분야현황분석 [ 주요국가별제조용로봇시장의특징 ] 구분미국일본독일중국한국 로봇밀도 ( 제조업근로자 1만명당제조용로봇보유대수 ) 설치수량 (2016) 설치산업별비중 ( 자동차 / 전기전자 / 기타 ) 설치형태별비중 ( 수직다관절 / 직교좌표 / 기타 ) 189 303 309 68 631 31,404 38,586 20,039 87,000 41,373 52/20/28 36/28/36 48/4/48 28/20/52 36/45/19 71/12/17 57/15/27 79/11/9 63/21/16 27/64/10 수직다관절생산량 - 100,810-11,765 - 자동차생산대수 ( 만대, 2016) 708.4 530.1 362.8 1,279.1 255.2 * 출처 : 제조용로봇산업 기술동향및향후정책방향제언 ( 기술과혁신, 2018/06) 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 일본 일본은로봇관련핵심부품군과서비스로봇시장에높은경쟁력을보유하고있으며, 서브모터, 액추에이터, 정밀기어박스, 감속기등과같은핵심부품군에서높은경쟁력을보유 자동차 ( 도요타 ) 와 IT하드웨어 ( 소프트뱅크 ) 기업들이휴머노이드로봇을활용, 서비스로봇시장에적극진출중으로향후관련부문의성장기대 인구구조변화 ( 노령화 ) 에따른노인을대상으로하는의료간호서비스수요증가로향후관련로봇수요가지속증가할것으로예상일본휴머노이드로봇은도요타의아시모, 소프트뱅크의페퍼가대표적임 일본정부는 2020년까지자국로봇시장규모를총 2조 4000억엔시장으로확대하는것을목표로로봇산업을육성시키고자하며 ( 제조 2배, 서비스 20배성장목표임 ), 로봇혁명실현회의를총리직속기구로설치하고로봇신전략 5개년계획을 2014년발표하는등정부차원에서의전폭적인지원을실시 16 16

지능형로봇 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 국내시장 로봇분야의국내시장규모는 2016 년 4 조 5,972 억원에서연평균 10.5% 씩증가해 2021 년 7 조 5,618 억원규모에다다를전망 [ 로봇분야의국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 합계 55,255 62,770 71,306 81,004 92,021 104,535 13.6 * 출처 : 한국로봇산업진흥원, "2016, 2017 년로봇산업실태조사 " 의매출액과성장률을기준으로 18 년이후추정 구분 ( 증감 ) 2015 2016 2017 [ 국내로봇시장현황 ] 매출생산수출수입 16 년대비증감 2015 2016 2017 16 년대비증감 2015 2016 2017 16 년대비증감 ( 단위 : 억원, %) 2015 2016 2017 제조 25,831 27,009 34,017 25.9 24,453 26,687 30,181 13.1 6,769 6,806 8,860 30.2 4,391 3,990 4,621 15.8 16 년대비증감 전문서비스 개인서비스 2,830 4,055 2,684 33.8 2,629 3,752 2,497 33.4 320 734 191 74.0 213 690 243 64.7 3,447 3,409 3,775 10.7 3,206 3,322 3,576 7.6 708 788 861 9.2 232 91 151 65.2 부품 10,061 11,499 14,499 28.5 9,347 10,989 13,696 24.6 362 1,007 1,072 6.4 1,558 1,442 2,434 68.8 합계 42,168 45,972 55,255 20.2 39,636 44,750 49,950 11.6 8,159 9,336 10,984 17.6 6,394 6,214 7,450 19.9 * 출처 : 2017 년로봇산업실태조사결과보고서 ( 산업통상자원부, 2018 년 ) 17

전략분야현황분석 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 18 18

지능형로봇 나. 가치사슬분석 지능형로봇분야는제조업용로봇, 서비스용로봇, 부품및부분품, 로봇서비스및기타등 5개세부분야로구성되어있으며제조업용로봇에집중 (62.9%) 하고있는것으로분석 제조업용로봇의중소기업수는 512개로전체의 62.1% 를차지하고있으며, 유일하게대 중견기업이참여하고있는세부분야로다른세부분야들에비해평균수출액이높은편 로봇서비스의중소기업수는 24개로전체의 2.9% 수준이지만, 다른세부분야의중소기업들에비해평균종업원수, 평균매출액에서우위 중소기업의평균매출액과수출액은대기업의 1% 수준인것으로분석 [ 국내지능형로봇생태계현황 ] ( 단위 : 개. 명, 억원 ) 구분기업수 ( 비중 ) 종업원수매출액수출액 합계평균합계평균합계평균 합계 824 (100.0) 11,851 20.6 37,963 64.3 2,995 63.7 지능형로봇분야전체 중소기업 818 (99.3) 10,167 17.9 23,534 40.2 1,179 25.6 대 중견기업 6 (0.7) 1,684 280.7 14,428 3,607.1 1,816 1,815.5 소계 518 (62.9) 7,510 22.8 29,031 82.2 2,729 104.9 제조업용로봇 중소기업 512 (62.1) 5,826 18.0 14,602 41.8 913 36.5 대 중견기업 6 (0.7) 1,684 280.7 14,428 3,607.1 1,816 1,815.5 서비스용로봇 부품및부분품 로봇서비스 기타 소계 118 (14.3) 1,526 16.4 2,710 32.3 159 19.9 중소기업 118 (14.3) 1,526 16.4 2,710 32.3 159 19.9 소계 161 (19.5) 2,328 18.0 4,922 38.5 49 4.9 중소기업 161 (19.5) 2,328 18.0 4,922 38.5 49 4.9 소계 24 (2.9) 451 22.6 1,261 57.3 58 19.3 중소기업 24 (2.9) 451 22.6 1,261 57.3 58 19.3 소계 3 (0.4) 36 18.0 39 13.1 0.0 0.0 중소기업 3 (0.4) 36 18.0 39 13.1 0.0 0.0 산업용로봇, 교육용로봇, 가공로봇, 용접로봇, 로봇제어등로봇산업과관련된 413 개키워드와통계청로봇산업특수분류등의 분류체계명, 로봇관련협회회원사정보등을토대로대상기업을선정하여분석 19

전략분야현황분석 제조업용로봇기업들의거래가가장활발한것으로분석 제조업용로봇분야는매입거래총액이 1,784억원, 매출거래총액이 2,135억원으로전체거래대비약 2/3 수준을나타내고있으며, 거래건당평균금액과거래건수도타분야에비해높은편 부품및부분품분야는전체거래대비비중의 1/4 수준을나타내고있으며, 거래건당평균금액이가장높은수준 [ 국내지능형로봇매입 매출거래현황 ] 구분 거래총액 ( 억원 ) 전체거래대비비중 (%) 거래건당평균금액 ( 천원 ) 거래건수 ( 건 ) 로봇서비스 28 1.0 7,793 361 부품및부분품 751 27.5 15,541 4,830 매입 서비스용로봇 163 6.0 7,031 2,312 제조업용로봇 1,784 65.4 15,123 11,794 기타 0.3 0.0 736 40 로봇서비스 39 1.2 12,387 313 부품및부분품 794 24.8 81,196 978 매출 서비스용로봇 232 7.2 9,717 2,389 제조업용로봇 2,135 66.7 76,943 2,775 기타 2 0.1 11,508 18 지능형로봇분야내거래현황분석결과제조업용로봇분야, 서비스용로봇분야, 부품및부분품분야간의거래가상대적으로높은수준 제조업용로봇분야기업은매입 / 매출모두같은제조업용로봇분야기업과의거래관계가많은것으로분석 ( 매입 95건, 매출 18건 ) 부품및부분품분야기업은제조업용로봇분야기업으로부터매입하는경우가상대적으로많은것으로분석 ( 합계금액 50억, 23건 ) 서비스용로봇분야기업은제조업용로봇기업으로의매출이상대적으로높은것으로분석 ( 합계금액 126억, 40건 ) 20 20

지능형로봇 [ 국내지능형로봇분야내매입 매출거래현황 ] ( 단위 : 백만원, 건 ) 구분 로봇서비스 부품및부분품 서비스용로봇제조업용로봇 기타 합계건수합계건수합계건수합계건수합계건수 로봇서비스 - - 28 1 - - 95 4 - - 부품및부분품 6 2 126 7 10 5 4,970 23 3 1 매입 서비스용로봇 - - 38 8 33 8 98 8 - - 제조업용로봇 32 4 750 20 203 1 4,716 95 - - 기타 - - - - - - - - - - 로봇서비스 - - - - - - - - - - 부품및부분품 4 1 - - - - 4 2 - - 매출 서비스용로봇 13 3 140 13 147 9 12,637 40 - - 제조업용로봇 - - 36 6 92 5 5,522 18 13 5 기타 - - 415 14 - - 5,314 63 - - 국내지능형로봇산업은대부분영세한중소기업들로이루어져있으며, 아직지능화가이루어지지않은단순제조업용로봇분야에다수포함 제조업용로봇분야기업들이단순제조용로봇에서벗어나시장확대가예상되는스마트공장용제조로봇과인공지능을활용한서비스용로봇을개발하도록기술개발지원필요 산업내대부분의기업 (99%) 들이중소기업이나소수의중견 대기업들에비해매출액과수출액이매우낮은것으로분석 전체매출액대비수출액은 7.9% 로나타났으나중소기업으로한정할경우 5.0% 로낮아지며, 중견 대기업의 12.6% 보다절반이상낮은상황 국내지능형로봇분야의거래총액과거래건수는제조업용로봇, 부품및부분품순인것으로분석 국내지능형로봇기업들은주로제조업용로봇분야에속해있고그뒤가부품및부분품분야, 서비스용로봇분야이며이세분야가전체의 96.7% 를차지 제조업용로봇분야의거래건당평균금액은부품및부분품분야와크게다르지않으나거래건수에서크게앞서있으며, 이는현재지능형로봇산업의무게중심이여전히제조업용 ( 산업용 ) 로봇에머물러있다는의미 부품및부분품분야기업은매입, 매출모두거래건당평균금액이다른분야기업보다높았으며, 평균매입금액과매출금액차이도가장높아상대적으로높은부가가치를생산 21

전략분야현황분석 국내제조업용로봇기업으로는 뉴로메카 ( 협동로봇 ), 라온테크 ( 반도체및 FPD 용산업용 로봇 ), 티로보틱스 ( 반도체및 FPD 용진공로봇 ), 마로로봇테크 ( 물류로봇 ) 등이존재 서비스용로봇기업으로는 엔젤로보틱스 ( 재활치료용웨어러블로봇 ), 알에프 ( 유리창청소 로봇 ), 유진로봇 ( 로봇청소기 ), 퓨처로봇 ( 서비스로봇 ), 로보로보 ( 교육용로봇 ) 등이존재 부품및부분품용로봇기업으로는 에스비비테크 ( 동력전달, 구동장치등 ), 원익로보틱스 ( 로봇핸드, 서비스로봇등 ) 등이존재 로봇서비스기업으로는 원더풀플랫폼 ( 인공지능솔루션 ), 디자이너스킹덤 ( 로봇디자인 ) 등이존재 다. 주요이슈 로봇은 4차산업혁명을가능하게하는주요기술분야로인식되고있으며, 최근많은주목과함께높은성장성을보이고있음 IFR은제조용로봇분야의향후기술발전을이끌인자로서협동로봇과 IoT, 인공지능 ( 또는기계학습 ) 을꼽고있으며, 협동로봇은최근국내기업의시장진출이활성화 일본은고령사회를심각한사회문제로인식, 이에대비해로봇을활용하는정책을추진중 2000년돌봄로봇 ( 개호로봇 ) 개발을시작, 현재는 2025년이후생산연령인구의감소를대비해 AI, ICT 기술을활용한돌봄로봇개발에집중 - 일본정부가로봇기술이응용된복지용구를돌봄로봇으로지정하고개호보험복지용구에포함되어있는등돌봄로봇에대한제도적환경을잘갖춰주고있어제조기업들의개발이활성화 전통적인산업용로봇과협동로봇의지속적기술성장요구 제조용로봇은용도에따라이적재용로봇, 공작물탈착용로봇, 용접용로봇, 조립및분해용로봇, 가공용및표면처리로봇, 바이오공정용로봇, 시험검사용로봇, 기타제조업용로봇등으로구분 전통적인산업용로봇은단일품목의대량생산공정, 장기적생산공정, 속도가빠르고가반하중이큰작업에유리하고, 협동로봇은다품종소량생산공정, 단기적생산공정, 인간로봇협동생산공정과가반하중이작은작업등에적합 22 22

지능형로봇 [ 산업용로봇과협동로봇의특징비교 ] 구분 전통적산업용로봇 협동로봇 비용 고가 저가 ( 약 25% 수준 ) 프로그래밍 어렵고, 단일운용제한 쉽고, 응용용이 속도 빠름 느림 안전 위험 ( 안전장치필수 ) 안전 공간점유율 높음 낮음 설치위치 제한적, 고정 다중, 이동가능 운용융통성 낮음 높음 재사용성 제한적 높음 자금회수기간 장기 단기 개발키포인트 정확성, 반복정밀도 유연성, 쉬운사용 * 자료 : Technavio, Humarobotics 등 산업용로봇은원천기술을보유하고있는유럽과일본의몇몇메이저업체들이세계시장을장악하고있으며, 신기술개발및 ICT 기술과의융합을통해지속적인시장지배력확대추진 제조업의스마트화정책에따라전통적인산업용로봇수요의지속과중소규모수작업라인을중심으로협동로봇수요의증가가예측됨에따라기존산업용로봇메이저업체들과의차별화를통한전략적기술개발접근필요 가정에서사용하는소비재, 가전, 가구등의구매시이들품목에서로봇이담당하는분야가조금씩증가하면서가정용로봇에대한관심이다시증가 가정용로봇의트렌드는 이동성 과 자동화 에있으며, 로봇청소기처럼기존가정용제품들에로봇이이동성을부여해주면서동시에원격조작과자동실행이가능해지면서새로운시장이열리고있음 - 산업용으로활용되던로봇팔들 (ufactory의 xarm7, Toyota Research Institute의 HSR 등 ) 이가정으로들어오고있음 코트라의 2018년글로벌로봇산업시장동향및진출방안 보고서에의하면로봇의글로벌성장률이제조로봇은 15%, 컨슈머용로봇은 35% 로컨슈머용로봇성장률이훨씬높은것으로예측 - 컨슈머용로봇로봇성장트렌드는엔터테인먼트용로봇들이중심이나, 엔터테인먼트용로봇상품들의성공사례가아직명확히보이지않고있음 노동인력, 생산환경의변화및제조업의부활로인해로봇수요증가 전세계적으로인건비증가와고령화에따른노동인력의감소로로봇에의한노동인력대체와생산성향상이절실함 ( 한국 65세이상인구비율은 1970년 3.1% 에서 2030년 24.3% 로증가예상 ) 23

전략분야현황분석 중국등신흥국의임금인상폭의생산성증가율초과에따른해외생산이갖는비용효과감소와맞물려미국의제조업이살아나고있고전통제조업체들이생산성향상및비용절감을위해로봇에대한수요가증가하고있음 세계의공장역할을하고있는중국의 1인당생산성이낮은이유를로봇밀도가낮기때문이라는분석이있음 - 낮은로봇밀도를개선하려는중국의노력에의해중국의로봇시장이급성장하고있음 일본은전통적인제조용로봇강국으로자리잡고있어자국내내수시장의부진에도불구하고해외시장을크게확보하고있기때문에일본의로봇생산액은지속적으로성장하고있음 복잡한조립작업이나유형화되지않은공정의자동화수요대응필요 용접및도장공정의경우위치정밀도가중요하였으나, 부품핸들링및조립분야에서는위치정밀도만으로는충분하지않고힘 / 모멘트제어기능과쉬운티칭기능등이요구됨 산업용로봇을적용한기존생산라인은대부분컨베이어벨트또는팔레트시스템을도입한경우로조립및검사등을하나의셀단위로수행하는셀공정의자동화요구에대응이필요 수작업라인을포함하여유형화, 체계화되지않은공정에인간과로봇이작업공간을공유하면서협동작업수행을통해공정유연성을확대필요 휴머노이드로봇의적용범위확대및플랫폼비즈니스모델로진화가능성 인간과감성소통이가능하며완성도높은동작이가능하면서가격경쟁력을갖춘로봇등장 소프트뱅크사의 페퍼 (Pepper) 는스마트폰생태계와같이원가이하로로봇을공급하고콘텐츠로수익을발생시키는플랫폼비즈니스모델로판매되고있으며현재운영되는앱은 200 여개이며, 타이머, 춤시연, 거짓말탐지, 운동프로그램, 피아노연주, 야구이야기, 영어배우기등엔터테인먼트와교육분야의앱이다수제공됨 - 향후플랫폼의시장을견인할킬러어플리케이션의등장가능성이보임 - 현재는일본에서만판매되고있으며중국어를탑재하여중국시장에출시예정 소프트뱅크사의 페퍼 (Pepper) 는 이모셔널엔진 (Emotional Engine) 을탑재한최초의감정인식로봇으로평가되고있으며, 사람의감정을인식하고이를반영해행동하며접객및제품홍보를할수있으며기존에감정을인식해스스로행동양식을만들며클라우드인공지능에기반한집단지성을이용하여복잡한감정을더빨리학습하고이에더정교하게반응함 고령화시대를맞이하여노인의건강을관리하고생활활동을지원하기위한실버케어관련산업이성장할전망이며이에따라케어로봇산업규모도확장할것으로예측됨 로봇의엑츄에이터기술의발달은소형화가가능하여 20cm이하의스마트폰형태의로봇으로휴대가가능한수준으로발전 로봇하드웨어에스마트폰은네트워크기반인공지능을부여하여저렴한장난감수준의로봇이라도인간과상호작용이가능한수준의커뮤니케이션능력을부여 24 24

지능형로봇 ICT 기술의발달은온오프믹스형태의교육콘텐츠시장이활성화될전망이며, 가상현실세계의구현, 아바타에의한간접체험등의기능을가진개념의교육로봇이등장할것임 교육용로봇시장은 O2O(Online-to-Offline) 시장의확장으로향후가상현실 (VR) 기술과결합을통해가상체험시장으로성장가능. 나아가로봇과사물을가상체험기술과융합한증강현실시장은더욱큰성장가능성이있음 로봇기술의발전이진행되면서사람과함께작동하는로봇들이개발되고있으며, 최근에는사람이착용하는웨어러블로봇이발전중 1990년대초반부터물리적부담이가해지는작업을보조하기위한수단으로연구되었음 최근에는근력이약해지거나보행이불편한장애인들을위한로봇이연구되고있음 - 착용형로봇, 로봇의족, 로봇의수등 우리나라는제조업노동자 1만명당적용된제조로봇의대수로계산하는 로봇밀도 가 531로전세계 1위 2016년국제로봇연맹 (IFR) 의보고서에의하면한국이 531로 1위, 싱가포르가 398로 2위, 일본이 305로 3위를차지 한국의로봇밀도는 2011년부터일본을제치기시작해 5년연속세계 1위 산업용로봇의시장규모는중국에이은세계 2위 전기전자산업과자동차산업에적용된제조로봇이증가했기때문 전기전자산업에서주로사용하는직교좌표로봇은한국로봇시장의 54%( 수량기준 ) 를차지하며, 이규모는세계시장규모의 1/3에해당 국내시장에서는전문서비스로봇보다개인서비스로봇이약 2배이상큰규모를보이고있으며, 이는개인서비스로봇이전문서비스로봇보다약 2배이상큰세계시장과는반대 국내서비스로봇시장의대부분은가정용청소로봇 국내서비스로봇기업은로보티즈, 유진로봇, 로보케어, 퓨처로봇이대표적 25

전략분야현황분석 4. 기술분석 가. 해외기술동향 인간로봇협업 (Human-robot collaboration) 에대한핵심기술선점및관련연구개발투자증가 인간의작업을동반하는소형로봇, 인간의안전한작업환경을보장하는동시에제조업생산성향상 안전성, 유연성, 생산성및가격경쟁력을지닌협업로봇의수요가급증할전망 휴머노이드로봇개발능력의발전으로개인서비스로봇에대한기대감상승 일본오사카대학의이시구로교수팀은인간을닮은안드로이드로봇 Replee 시리즈를개발 일본산업기술총합연구소에서는휴머노이드 HRP 시리즈를개발해사람같은움직임을보이고, 감정을표현하며, 협동작업을수행할수있는연구진행 일본혼다는제스처표현다양화를위한모션튜닝, 감성상태에따른제스처생성, 발화문장에따른제스처매핑을수행할수있는로봇인아시모를개발 미국 Hanson Robotics는자연스러운얼굴표정구현과 HRI 기술을통해인간형얼굴로봇개발 미국 USC는사람의동작을그대로모사하면서사람처럼움직일수있는다자유도로봇시스템 Sparky와얼굴표정과몸동작을통한표현연구를위한 Bandit 로봇플랫폼개발 MIT 미디어랩에서는자기동기부여를통해내부동인을발현하고, 환경정보로부터다양한감정적대응을효과적으로수행할수있는로봇을개발 최근개발되는소프트웨어러블로봇들은단단한골격구조와기계적관절을가지고있지않아, 기존의외골격형태의웨어러블로봇이가지고있는여러제한사항을극복가능 발목과무릎동작을돕기위한능동형소프트보조장비, 걷는동안일어나는물질대사의에너지효율을증가하는엑소수트, 케이블기반또는공압기반근육구동기를사용한상지및하지재활시스템등 사람의피부와조직처럼부드러움을가진능동소재들의개발이요구됨 스포츠시뮬레이터로봇은실제스포츠움직임에가까운실감구현에집중 스포츠시뮬레이터로봇은단순한움직임과반응력을시뮬레이션하는모션플랫폼에서모션의정밀도를높이기위해다자유도방식과전기식액추에이터기반의모션플랫폼으로확대 스포츠종목별특화된모션플랫폼을적용하거나공통플랫폼을이용하여다양한스포츠종목을커버하기위한기술개발노력 스포츠시뮬레이터로봇모션플랫폼과실감스포츠콘텐츠의접목뿐만아니라몰입환경을극대화하기위한다양한실감효과를재현하기위한장치와신기술도입 26 26

지능형로봇 다축스포츠시뮬레이터의개발 신 ICT 기술과의접목및다양한산업과의연계 사용자인터랙션강화및맞춤형서비스제공 금속가공용제조로봇들의발전 금속의절삭가공기계들은수동식, NC, CNC 방식을거쳐현재는다축화가진행중 수직다관절로봇이직접절삭가공작업을수행하기시작 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 미국 MIT 미디어연구소의 Cynthia Breazeal 박사는소셜로봇 Jibo를크라우드펀딩을통해 371만달러를모금했고, 올해상반기정식판매예정이었지만일정이지연되어 2017년 9월에서야겨우발매됨 Jibo는 255가지감정표현개발에주력했으며, Jibo가보여준다양한서비스와저렴한가격, 자연스런움직임은전세계사람들의관심을끌었음 지보는신장약 30센티미터, 무게약 3킬로그램의탁상형소셜로봇임 두개의고해상도카메라와전방위의소리를감지하는마이크를탑재하고있으며, 몸통과머리를회전시켜다양한동작을표현할수있음 얼굴을검출하여추적하고인식할수있으며사진을촬영하거나영상통화서비스를제공함 고감도의마이크를통한음성인식과자연어처리기능을기반으로집안어디에서나음성으로명령을내리거나대화할수있음 27

전략분야현황분석 인공지능기술을기반으로한학습능력을통해사용자의취향을파악하여적응하고, 사람에게능동적으로도움을제공할수있음 사회성과감정을자연스럽게표현함으로써사람과수월하게소통할수있음 가정내에서활용하는것을전제로사진사, 메신저, 이야기꾼, 친구, 비디오채팅아바타등의역할을수행함 일본소프트뱅크는프랑스의로봇업체인알데바란로보틱스를인수한이후휴머노이드형로봇인페퍼 (Pepper) 를출시하여세계소셜로봇산업분야를선도하고있는한편, 샤프와통신업체인 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 - 소프트뱅크는구입후일정기간마다구독료를지불하는임대형식의판매정책을통해페퍼를 200만원내외의저가로공급할수있었으며이를통해수차례에걸쳐매진을기록함 - 소프트뱅크는로봇제조원가보다낮은 200만원내외의가격으로로봇을공급하고약정요금과콘텐츠판매를통해수익을내는플랫폼비즈니스모델을채용하여페퍼를보급하고있으며이를통해수차례에걸쳐매진을기록하는등성공적인로봇매출을기록 - 페퍼용앱은현재 200여개로써앱의기능은타이머, 춤시연, 거짓말탐지, 운동보조, 피아노연주, 야구스토리텔링, 영어교습등다양한분야에걸쳐있으며향후킬러애플리케이션의등장가능성을높게예측 - 주로공공시설이나상점의접객과안내서비스에활용되고있음 각로봇은클라우드플랫폼에연결하여학습데이터를저장하고분석결과를입수할수있을뿐아니라학습한지식을다른로봇과공유함으로써일종의집단지성과같은형태의지식확장이가능한클라우드로봇임 28 28

지능형로봇 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 초기에자폐어린이의교육용로봇으로디자인되었으며, 현재는연구용, 축구게임용로봇으로활용되고있음 로봇운영체제인 naoqi를통해운영되며 naoqi가제공하는각종응용프로그래밍인터페이스를통해모든센서와모터를제어할수있음 그래픽인터페이스를통해로봇응용개발이가능한 Choreographe라는도구를제공하고있으며, 최근에는간단한스크립트언어를이용하여대화기반로봇응용개발이가능한 qichat을선보임 EU는 FP6, FP7, Horizon2020으로이어지는다양한소셜로봇관련프로젝트를통해축적한기술력을바탕으로다양한소셜로봇스타트업기업들이활발히활동중임 Blue Frog Robotics는페퍼, 지보와함께세계소셜로봇분야에서가장많은주목을받고있는동반자로봇버디 (Buddy) 를출시함 - 버디는음성기반대화를통해소통하며비서, 보안, 엔터테인먼트, 정보도우미, 커뮤니케이터의역할을수행할수있을뿐아니라고령자를위한건강관리기능도제공 Leka는다운증후군, 자폐증어린이를대상으로교감이가능한소셜로봇인 Leka를개발함 - Leka는동작에반응하는공모양로봇으로굴러다니면서감정표현과대화가가능하고색, 소리, 진동을통해다양한감각을자극하여정서발달을도움 YUMII는얼굴인식을통해사람을알아보고음성기반대화를통해소통하는고령자건강관리용소셜로봇인 Cutii를개발하여소개함 Hease Robotics는이동형안내로봇인 Heasy를개발하여소개함 - Heasy는쇼핑매장, 공공시설등에설치되며고객을맞이하여음성기반대화, 얼굴인식, 감정인식기능을통해각종정보를제공하고길을안내하는등의서비스를자연스럽게수행할수있음 Emotech는음성을기반으로한자연스러운대화를통해소통할수있고사용자의상호작용패턴에따라성격이진화하며학습을통해능동적인서비스제공이가능한탁상형소셜로봇인 Olly를개발하고 CES 2017에서소개함 일본은소프트뱅크를중심으로소셜로봇산업을주도하는한편다양한소형소셜로봇 제품의개발과출시에도역량을집중하고있음 액티브링크는딥러닝플랫폼을채택한근력지원슈트인 파워로더 MS-04 공개 29

전략분야현황분석 - 사람의하체부분에로봇의다리부분을장착해무거운물건을쉽게들고운반할수있음 - 엔비디아딥러닝플랫폼인 엔비디아젯슨 TX1 을탑재한모니터가부착되어 2족보행시지면의기복이나장애물을확인할수있음 - 사람이평소짐을안고운반하는자세에가깝도록개발돼운반작업시안정감을유지할수있음 샤프 (Sharp) 는스마트폰과로봇을결합한소셜로봇인로보혼 (RoboHon) 을발표함 - 크기 20센티미터, 무게 390그램의휴대가능한소형로봇으로서전화통화가가능하고인공지능기술기반의 마음엔진 이탑재되어있어사용자와의대화가쌓일수록점차진화된교류행동을보여줄수있으며사람의얼굴을알아보고특유의동작을보여주거나춤을추는등의감성반응이가능 통신업체인 NTT는음성기반대화가가능하고사용자의생체신호를측정하고건강을관리하는소형탁상형로봇인 Sota를출시하고고령자요양원을중심으로마케팅활동을진행중임 - 로봇을 800달러에구입후매달 30달러를사용료로지불하는방식의플랫폼비즈니스를채용 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 나. 국내기술동향 청소용로봇의발전속도는최근 10년간아주빠른진보를보이고있음 로봇청소기는 2001년에최초일렉트로룩스에의해출시된후 2003년 LG 전자및몇몇중소기업에의해개발판매되기시작 그후 2000년대중반청소용로봇은유리등물체를감지하고자동충전기능을탑재하기시작 이후카메라로공간을파악하고, 문턱감지, 청소영상녹화등의기능을탑재하기시작한것이 2011년전후임 30 30

지능형로봇 이제최근청소용로봇은보다다양한기술과결합하여다양한시도를하고있음 최근서울대는인지 (Perception), 판단 (Desision), 행동 (Activity) 분야를청소용로봇에시행한적이있는데, 이때국내청소용로봇이 5세지능의어린이정도의인공지능을가진것으로조사되었음 청소용로봇의발전은이외에도집전체구조의파악, 보다적극적으로환경을분석하는것을시도하고있음 로봇감성표현및 HRI 기술의발전 KAIST는프리미티브기반의제스처생성및감성모델기반의감정표현기술연구 DST로봇은가정용애완서비스로봇을개발 - 15개의모터로구성된관절구동방식의 4족보행로봇으로다양한감정모션과지능적행동패턴수행가능 퓨처로봇은음성과표정을통해기쁨, 만족, 실망등다양한감성표현기능개발 - 감성표현을위해입모양, 허리움직임, 상황에따른부위별 LED 표현, 립싱크표현기능구현 다. 기술개발시나리오 가정용로봇및콘텐츠, 융합적사고교육용교구재로봇, 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇, 물류로봇등의완제품국산화를추진하고, 이와동시에향후시장이급성장할것으로예상되는웨어러블로봇의원천기술및제품화를추구하며, 필요성은높으나아직본격적으로시장경쟁이일어나지않은바이오공정자동화지능형로봇시스템을선제적으로개발하여세계시장선점시도 31

전략분야현황분석 5. 중소기업시장대응전략도출 Factor 기회요인위협요인 서비스로봇산업에대한지원확대 정책 성공적서비스로봇산업화에대한니즈 지방자치단체의시범사업정책증가 로봇이포함된타분야지원정책발표 미시적 R&D 정책 로봇기술을활용한서비스에대한규제존재 산업 우수한 ICT 인프라확보로다양한융복합제품개발가능 최근해외기업들의성공사례로자극받아적극적인사업추진경향성증가 제조용로봇에비해상대적으로취약한서비스로봇산업 상대적으로높은진입장벽과시장확보로인해타업종으로이탈하려는경우가많음 시장 인공지능기술의관심과활용확산으로산업용과 개인용로봇전체에대한수요증가 해외시장진출기반확대 기술과성능에대한지나치게높은기대감 선진국의선점효과 기술 로봇산업에대한전반적인 R&D 증가로제품경쟁력상승 비교적신규사업분야에서도짧은시간내현장운용이가능한기술력보유 로봇개발인프라부족 핵심기술에대한국산화비율낮음 해외대기업과의 R&D 비용및기술력격차 기술표준화미흡 4 차산업혁명에대한적극적대응필요 핵심 기반기술국산화시도 중소기업의안정적 R&D 지원필요 제조 판매 서비스를통합한사업모델구축 적극적인해외시장진출시도 중소기업의시장대응전략 단순한기능적수행뿐만아니라안정성과신뢰성을동시에확보해높은시장의기대치에대응 특허공백기술분석을통한연구개발혹은관련기술이전을적극적으로활용 교육, 유통, 게임, 미디어, 엔터테인먼트등타산업과의융복합을통한기술경쟁력확보 제조및판매뿐만아니라중 장기적인서비스를포함한사업화모델구상 32 32

지능형로봇 6. 전략품목 가. 전략품목도출절차 분야설정 전문가위원회구성 전략품목 pool 구성 전략품목후보리스트구성 전략품목선정 - 메가트렌드 - R&D 과제수요 è - 30 개분야별산 학 연전문가 - 산업계중심구성 è - 전문가추천품목 - 기술수요조사 - 타부처정책 - 문헌조사 è - 전략품목도출가이드라인작성 - 적합성검토 / 평가 è - 분야별검토위원회 - 전문가워크샵 - 품목검토및조정 분야설정 메가트렌드분석, 핵심투자주제발굴, 타부처정책분석, R&D 신청 지원과제분석등을통해중소기업기술개발전략분야설정 전문가위원회구성 현장밀착형기술로드맵수립및전략강화를위해 30 개분야별산 학 연전문가풀을구성하여분야별전략품목추천및검토진행 전략품목 Pool 구성 주요제품 상품의키워드검색과특허정보의기술분류매핑, R&D 과제지원기업매핑을통해분야별분석대상기업 Pool 을구성하여기술수요조사및품목이슈발굴 - ( 분야별기술수요조사 ) 유망제품 기술과분야별이슈사항에대한설문조사통해전략품목후보및정책사항도출 - ( 전문가품목추천 ) 분야별전문가대상후보추천의뢰의견수렴 - ( 타부처정책및문헌조사 ) 타부처정책사항및문헌조사를통한품목발굴 전략품목후보리스트구성 전략품목후보발굴체크리스트를통해후보적합성평가를실시해상대적으로적합성이부족한품목을 1 차제외하고, 분야별전략품목검토위원회의검토기초자료로활용 전략품목선정 분석대상기업 Pool 을활용한생태계분석과 1 차분야별전략품목검토위원회, 2 차전문가워크샵을통해산 학 연전문가반복검토로전략품목선정 - ( 검토위원회 ) 전략품목선정을위해산 학 연각분야전문가들의의견수렴을위한분야별 전략품목검토위원회운영 - ( 전문가워크샵 ) 전략품목검토위원회를통해선정된전략품목들에대한타당성검증, 분야간전략품목조정및통합 33

전략분야현황분석 나. 전략품목도출결과 전략품목 산업용근력증강웨어러블로봇 가정용로봇및콘텐츠 융합적사고교육용교구재로봇 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 물류로봇 바이오공정자동화지능형로봇시스템 재활훈련용근력보조웨어러블 ( 개 개요및선정사유 요 ) 중량물을취급하는작업을위해사람이직접몸에착용함으로써근력을보조또는증강시켜주는웨어러블로봇 ( 상지, 하지, 상하지근력증강로봇 ( 선정사유 ) 산업현장노동자들의불편하고힘든작업보조에대한사회적요구가증가하고, 웨어러블로봇분야의기술발전이이루어지며, 시장형성이기대되는품목 ( 개 요 ) 일반가정내에서인간과함께생활하며가사활동을보조하거나자율적으로가장환경을판단하여스스로정해진가사를지원해주는미래지능형로봇 ( 선정사유 ) 가정용로봇은최근인공지능과다양한 IoT 기술의발전으로가사도우미로봇의개념이구체화되어발전하는중이며청소용로봇외다양한기능에대한소비자들의요구가증가 ( 개요 ) 융합적사고교육에활용할수있는로봇으로서바퀴형, 휴머노이드형, 드론형등다양한형태의소형로봇을포함 ( 선정사유 ) 로봇은코딩을포함한융합적사고교육의흥미를유발하고효과를극대화할수있는플랫폼으로알려지고있고, 2018 년부터코딩교육이공식적으로시행되어수요가급증할수있는분야로판단 ( 개 요 ) 사람들의반응이나행동에따라상호작용하는지능형서비스콘텐츠를통해서사람들의여가및교육활동에도움을주는로봇 ( 선정사유 ) 가상현실체험시스템에대한관심증가, 스크린스포츠를포함한스포테인먼트시장의확대와함께 ICT 융복합산업의지속적성장이전망됨. 특히최근 VR 기술과의융합으로인해한차원높은실감형서비스가가능해지면서엔터테인먼트용시뮬레이터로봇수요가증가중 ( 개 요 ) 제조공장, 물류공장에서작업자를대신하여공정간재료, 부품, 제품을자동으로이송하거나상품분류, 집하등물류관리를수행할수있는로봇 ( 선정사유 ) 물류로봇은제조공장및물류공장에서물류자동화에대한요구가급격히증가되고있으며, 중소기업의기술력으로진입하기매우적합한시장 ( 개 요 ) 세포치료제와생체시료등을보관하는액체질소냉동용기, 바이얼과박스를핸들링할수있는로봇그리고지능형정보관리 SW 시스템으로구성되는 Total Solution ( 선정사유 ) 로봇을만드는기업, 전체지능화를담당하는 SW 기업들이모여서목표를달성할수있으며, 시장이초기단계라서경쟁자가많지않지만매우빠르게성장하고있어서신속한전략육성이필요한분야 ( 개 요 ) 재활훈련이필요한일반인과장애인들을위한근력보조서비스를제공하기위해신체외부에장착하는로봇 ( 선정사유 ) 고령화사회로인해현재보조기를필요로하는인원이약 1 억 3,000 만명정도로추산되며, 향후노인인구는지속적으로증가할것으로예측돼이로인한근력보조로봇의시장성이확대될것으로전망 34 34

전략품목현황분석 산업용근력증강 웨어러블로봇

36

산업용근력증강웨어러블로봇 정의및범위 웨어러블로봇은인간의신체로부터생체신호를측정하여구동부를제어하며, 이로써착용자의신체능력을향상시키고자하는장치를의미 착용형근력증강웨어러블로봇은인체에부착된기구부를구동하여착용자의근력을보조하며, 다양한응용분야중에서도특히제조 / 안전 / 국방등분야에서의용도는큰시장성을가지는것으로전망되어전세계적으로개발경쟁이진행중정부지원정책 2018년 4차산업혁명신산업창출을위한산업기술 R&BD 전략미래시장중점투자분야에 AI 및로봇융합신기술발굴지원, 고령자건강증진기술등이포함 정부는재난현장대응기술을위한로봇개발계획을기획하였으며, 2014년재난대응과학기술역할강화 3개년실천전략에재난대응을위한장비탈부착식굴절로봇과개인방호를위한실시간위험감지수트, 근력강화수트등이포함 2015년정부는안전혁신마스터플랜과안전산업활성화방안의발표를통해범정부차원의재난 / 안전기술개발에대한정책수립하였으며, 이에따라국민안전처는산업연계형국가안전대진단추진기본계획에서 12대선도안전산업에재난대응로봇산업을포함중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 유연한 산업구조에 힘입어 다양한 시장 진입 가능 ( 기술 ) 우수한 IT 인프라를보유해로봇과융합시킬수있는 ICT 기술적용이용이 ( 정책 ) 국가적로봇산업지원정책수립 기회 (Opportunity) ( 환경 ) 제조패러다임의변화및적극적수요발생 ( 기술 ) 기반기술연구개발가능 ( 정책 ) 정부주도적극적지원실시 약점 (Weakness) ( 환경 ) 영세한산업구조때문에글로벌경쟁에취약 ( 기술 ) 핵심원천기술미흡으로대부분의부품을해외에서수입중 ( 정책 ) 산업계연계가미흡해신속 저렴한제품개발에약점 위협 (Threat) ( 환경 ) 생산지원인프라부족으로경쟁력에악영향 ( 기술 ) 글로벌경쟁이점차심해지고있음 중소기업의시장대응전략 제조, 설계, 소프트웨어등의기존핵심요소기술역량을웨어러블로봇에접목하여신속한제품개발과사업화추진전략으로시장의요구에대응 작업자환경을고려하여현장에서의요구맞춤기술수요도출

전략품목현황분석 1. 개요 가. 정의및필요성 웨어러블로봇은, 인간의신체로부터생체신호를측정하여구동부를제어하는장치를의미함. 이는착용자의신체능력을향상혹은지속시켜주기위한장치이며, 최근생체인식기술이나초소형구동기술및경량소재등의발달로웨어러블로봇은점차현실화되고있음 웨어러블로봇의구동메커니즘은전신형, 상지부, 하지부로구분할수있으며, 최근에는부분형으로허리, 무릎, 발목, 어깨등의단일관절에대해지원하는형태도존재함 일반적인착용형근력증강웨어러블로봇은일반적인사람이무거운짐을들다가부상을입는것을방지하거나, 군인이오랫동안보행하는일을보조해주는등의용도로개발됨 [ 착용형근력증강웨어러블로봇의개발사례. 부분형 ( 허리 ) ] 스스로동작하는인간형태의로봇과별개로, 최근현실화되고있는인체착용형웨어러블로봇은인간의근력을향상시키는기능과부상이나장애의위험을방지할수있는안정성측면의기능으로인해폭넓은분야에서사용가능성이높아지고있음 인간의인지및판단능력은그대로사용하면서, 근력등의운동능력을향상시키는웨어러블로봇기술은가까운시일내에구현가능한기술이면서현실에적용했을때사용범위가매우다양할것으로기대됨 특히, 산업현장에서작업자가직접착용하는형태로인해현장적용접근성이높고기업의매출과노동효율향상에크게기여할것으로기대됨 산업용근력증강웨어러블로봇에서사용되는구동기관련한개발은세계적으로상당히많이이루어져있으나, 최근에는보다유연한자세및중량지지보조를위한강성제어기술개발이요구됨 착용자의도에따라동작되는로봇개발을위해인체동작의해석이필요함 다양한작업환경에서사용자의도파악을위해신체부착센서가사용되고있으나이러한센서들의 측정오차나분석의어려움으로인해기술개선이요구됨 38 38

산업용근력증강웨어러블로봇 사용자맞춤형운동역학데이터를추출하기위하여 3 차원모션캡쳐기술의적용가능성이고려됨 착용자와로봇의상호작용이반영되어최적의보조력을내는것이기술개발의궁극적목표이며, 이를위한인체와로봇의상호작용이반영된동역학적시뮬레이션기술개발이우선요구됨 현재는로봇개발자와임상의사등의전문가들이수개월에걸쳐서보조력을조정하는과정이 필요함. 수많은사용자들을위한웨어러블로봇제조 / 생산을위해서는인체의근골격계 데이터가객관화 / 표준화되어이러한보조력맞춤과정이단축되어야함 나. 범위 (1) 제품분류관점 웨어러블로봇은구동기, 기구부, 생체신호측정등의기반기술로구성되며그외에도 보행상태감지를위해족저압측정기술이필요함. 또한로봇과인체의상호작용으로 동작되는제품특성상로봇데이터와착용자데이터관리기술이별도로요구됨 [ 제품분류관점기술범위 ] 제품분류관점 세부기술 모터및감속기기술 구동기기술 유압 / 공압등의큰힘을내기위한구동기술 높은착용성을위한차세대소프트구동기 기반기술 기구및착용부설계기술 운동학정보측정및시뮬레이션기술 인체공학적기구부설계기술 기구학해석기술 안전하고효율적인착용이가능한체결구조설계기술 위치, 자세, 속도, 가속도등의측정기술 힘정보측정기술 ( 구동력, 접촉력등 ) 인체-로봇통합동작시뮬레이션기술 동작의도파악기술 뇌파 (EEG), 근전도 (EMG) 등의생체신호기반동작의도파악 조이스틱, 스마트폰등을통한수동입력방식 임베디드제어기술 실시간제어알고리즘과이를위한 RTOS 구현기술 장치드라이버및전원관리등의추가요소기술 족저압측정 지면반력측정위한압력측정기술 로봇데이터관리 관절각도및각속도, 관절토크, 족저압, 배터리잔량등 39

전략품목현황분석 제품분류관점 착용자맞춤형 AI 세부기술 작업특성및로봇데이터기반인공지능기술 인공지능기술을활용한착용자안전확보기술 착용자데이터관리 생체데이터 맥박, 호흡량, 산소포화도, 근전도등 신체데이터 착용자나이, 성별, 신장, 몸무게등 ( 그외심리적데이터포함가능 ) (2) 공급망관점 착용형근력증강웨어러블로봇은 4차산업혁명의핵심기반기술로주목을받고있음 공장근로자의작업지원을시작으로국방, 안전, 헬스케어, 엔터테인먼트에이르기까지웨어러블로봇의적용가능성은폭넓은시장적용가능성을가지고있음 인간의근력을향상시키는기술과더불어구동기반력으로착용자가힘을느끼도록해주는기술로발전하고있으며, 수많은사용자와폭넓은적용범위에확대적용하기위한데이터를축적하여개별제조사와사용자의개발기간단축과구매가격최소화를위한기술확보방향이제시되고있음 [ 공급망관점기술범위 ] 공급망관점 세부기술 국방 주로무거운무기나짐을운송하거나장시간보행하기위한기술이요구되며, 환경에서사용될수있도록높은강도와안전성을갖는설계가필요함 강인한 안전 소방, 원전등의재난상황에적용될수있는웨어러블로봇기술이요구되며, 사회안전전반에걸쳐도출되는요구에맞춤형기술개발이필요함 근로 작업자지원을위한웨어러블로봇기술은큰수요가있으며주로큰힘을내거나반복작업등을도와주는기술과근로자가작업중부상을입지않도록하는안전성관련기술로구분가능함 헬스케어 일상생활에서가벼운운동과자세교정등의역할이기대되며, 웨어러블로봇에부착된각종센서를이용한건강상태모니터링, 자세나보행의교정등의부가기능확장가능성이기대됨 노인및장애인을위한의료용웨어러블로봇기술은넓은범주에서헬스케어에포함될수있지만, 근력보조등의세부기술요소는이와차별화되는부분이많이존재함 엔터테인먼트 AR 이나 VR 등의기술을웨어러블로봇에접목하여엔터테인먼트시장진출을위한요소기술개발이요구됨. 현재시각정보수준만으로가상체험제품개발이이뤄지고있으며, 3~6 축구동하는의자에앉아서가속을느끼도록하는제품으로진전되고있음 웨어러블로봇은보다높은몰입감을느낄수있도록하는정밀힘제어기술을이용하여차세대엔터테인먼트제품의큰포텐셜을가짐 40 40

산업용근력증강웨어러블로봇 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 웨어러블로봇산업은구동기 ( 모터, 유압, 공압 ) 관련산업과기구부제작을위한제조업뿐만아니라, 최근의소프트수트제작을위한신소재산업이나데이터측정및전송을위한 IT 관련산업까지모두포함하는광범위한융복합산업영역임 제품의수요는많으나영세한산업구조의중소기업에서웨어러블로봇을적용하기위해단계별기술개발과시장적용추진전략이필요함 인체에서직접적용되는제품의특성상기능성을높이기위한개발과함께안전성이나유해성을확보하기위한장기간의연구가함께고려되어야함 일상생활에사용되기위하여사용자편의성과외관디자인등을모두고려해야하며, 주요선진국에서는이러한웨어러블로봇의개발을위해다양한분야의융합연구와기반환경조성을동시에추진하고있음 국내의웨어러블로봇관련한세계적인기술력을효과적으로활용하기위해서기존제조업이나 IT업등과의다양한융합기술추진전략이시급함 의료 / 서비스등의일부한정된분야에서만로봇산업이창출되었으나, 웨어러블로봇개발추세에따라급속도로확대된사업화방향이예견되고있음 주요선진국들의거대 IT기업과핵심기술력을갖춘연구그룹이나중소기업은매년새로운제품과기술을발표하고있음 우리나라의경우로봇관련한기술력있는중소기업들이새로운시장을열지못하여매출실적이매우저조하며, 제조업이나서비스업등의타업종으로이탈하려는경우가많음 (2) 산업의구조 착용형근력증강웨어러블로봇관련된후방산업은웨어러블로봇에사용되는주요핵심기술인구동기 ( 모터, 유압, 공압 ) 제조, 생체신호측정관련센서, 로봇구동알고리즘및보조력제어등의기반기술관련산업 현재전량수입에의존하고있는고효율모터나하모닉드라이브감속기, 유 / 공압부품을국내개발하는시도와더불어, 이러한기존제품을웨어러블로봇에적용하기위한기구부하우징이나센서패키징등을통해부위별모듈화하는사업방향제안 복잡한연산을고속으로수행하는임베디드제어기와실시간 OS 기반의소프트웨어기술은기계나전기적인기반기술과함께필수요구되는요소임 많은사용자와동작분석데이터들로부터로봇과착용자의데이터를축적하여알고리즘개선이나안전성향상등의분석에적용하고자하는빅데이터및인공지능관련기반기술이요구됨 41

전략품목현황분석 [ 착용형근력증강웨어러블로봇기술분야산업구조 ] 후방산업센서및화상처리기술분야전방산업 모터및감속기제조, 유 / 공압부품제조, 생체신호측정관련센서, 로봇구동알고리즘및보조력제어, 임베디드소프트웨어, 데이터베이스구축 구동기, 기구및착용부설계, 운동학정보측정및시뮬레이션, 동작의도파악, 임베디드제어, 족저압측정, 로봇데이터관리, 착용자맞춤형 AI, 착용자데이터관리 국방, 안전, 근로, 헬스케어, 엔터테인먼트 42 42

산업용근력증강웨어러블로봇 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 BIS 리서치 (Business Intelligence and Strategy Research) 의최근발표된 글로벌웨어러블로봇 ( 외골격 ) 시장분석및전망 2017-2026(Global Wearable Robotic Exoskeleton Market, Analysis & Forecast, 2017-2026) 조사보고서에따르면세계웨어러블로봇시장은 2017 ~ 2026년기간동안연평균 47.4% 의높은성장을할것으로예상 글로벌웨어러블로봇시장은 2017년억원에서 2026년 5조 3천억원수준에달할것으로전망 [ 웨어러블로봇분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 세계시장 1,614 2,378 3,506 5,168 7,617 11,228 47.4 * 출처 : BIS Research(2017) ABI 리서치 ( 미국뉴욕 ) 에따르면웨어러블로봇시장은 2016 년 8,940 만달러에서 2021 년 4 조 7,390 억달러로연평균 39.6% 의성장을할것으로분석 IFR(International Federation of Robotics) 의 World Robotics 2017에따르면, 2016년세계로봇전체시장은규모는전년대비 13.2% 성장한 203억 5900만달러에달함 세계로봇시장은제조용로봇산업이주류를이루고있으며, 개인서비스용로봇산업은가파른상승세전망 웨어러블로봇이주로포함되는전문서비스용로봇시장은 16년기준으로전년대비 6.5% 성장한 46억 7,400만달러로연평균 6.5% 의연평균성장률을나타냄 [ 세계로봇시장매출액 ] ( 단위 : 백만달러 ) 구분 12 년 13 년 14 년 15 년 16 년 16/15 년 CAGR 제조용 8,496 9,507 10,196 11,162 13,128 17.6% 11.5% 서비스용 4,860 5,365 6,174 6,826 7,231 5.9% 12.9% 개인서비스용 1,224 1,704 2,134 2,229 2,557 14.7% 36.8% 전문서비스용 3,636 3,661 4,040 4,597 4,674 1.6% 6.5% 합계 13,356 14,872 16,370 17,988 20,359 13.2% 11.1% * 출처 : World Robotics 2017(IFR, 2017 년 ) 43

전략품목현황분석 서비스용로봇은의료, 물류, 필드로봇등전문서비스로봇중심으로증가세를보이며시장형성 세계서비스용로봇시장규모 (IFR, `17.9) : 의료로봇 16.1억불, 물류시스템로봇 9.9억불, 착유 목축등필드로봇 9.8억불, 엔터테인먼트로봇 9.8억불, 국방로봇 7.7억불등 [ 서비스로봇시장추이 ] ( 단위 : 백만달러 ) 구분 2015 2016 2017 금액비중금액비중증가율금액비중증가율 Field Robotics 1,107 11% 984 9% -11% 1,104 8% 12% Logistic Systems 780 8% 992 9% 27% 1,133 8% 14% Medical Robotics 1,462 15% 1,611 14% 10% 1,833 13% 14% Defense Applications 1,038 10% 775 7% -25% 758 5% -2% Domestic Tasks 1,233 12% 1,558 14% 26% 2,012 15% 29% Entertainment Robots 978 10% 980 9% 0% 1,140 8% 16% Others 228 3% 331 5% 45% 412 5% 24% 합계 6,826 100% 7,231 100% 6% 8,392 100% 16% * 출처 : World Robotics 2017(IFR, 2017 년 ) (2) 국내시장 17 년말기준으로로봇산업총생산액은 4 조 9,950 억원으로, 전년도생산액 4 조 4,750 억원 대비 13.5% 증가 구분 ( 증감 ) 2015 2016 2017 [ 국내로봇시장현황 ] 매출생산수출수입 16 년대비증감 2015 2016 2017 16 년대비증감 2015 2016 2017 16 년대비증감 ( 단위 : 억원, %) 2015 2016 2017 제조 25,831 27,009 34,017 25.9 24,453 26,687 30,181 13.1 6,769 6,806 8,860 30.2 4,391 3,990 4,621 15.8 16 년대비증감 전문서비스 개인서비스 2,830 4,055 2,684 33.8 2,629 3,752 2,497 33.4 320 734 191 74.0 213 690 243 64.7 3,447 3,409 3,775 10.7 3,206 3,322 3,576 7.6 708 788 861 9.2 232 91 151 65.2 부품 10,061 11,499 14,499 28.5 9,347 10,989 13,696 24.6 362 1,007 1,072 6.4 1,558 1,442 2,434 68.8 합계 42,168 45,972 55,255 20.2 39,636 44,750 49,950 11.6 8,159 9,336 10,984 17.6 6,394 6,214 7,450 19.9 * 출처 : 2017 년로봇산업실태조사결과보고서 ( 산업통상자원부, 2018 년 ) 44 44

산업용근력증강웨어러블로봇 2017년을기준으로전문서비스용로봇품목의매출액은 2,684억원으로나타남 2015년 2,830억원에서 2016년 4,055억원으로성장했으나, 2017년에다시 2,684억원으로감소 2017년기준으로전문서비스로봇은 2016년에비해매출, 생산, 수출, 수입모두감소 착용형근력증강웨어러블로봇의국내연구 / 개발현황및기술수준 웨어러블로봇은크게재활 의료용 (Medical) 과근력증강용 (Augmentative) 으로분류할수있는데, 2015년 10월기준 EXOSKELETON REPORT에서발표한전세계의대표근력증강용로봇개발업체 18개社중국내업체는 Hyundai Motor와 DSME 두곳이포함됨 * 출처 : Exoskeleton report 2015 [ 근력증강용웨어러블로봇을개발중인업체현황 ] 45

전략품목현황분석 3. 기술분석 가. 기술개발이슈 근력증강시스템 근력증강시스템은시스템을이루는재료와구조및동작방식에따라두가지로구분됨 단단한외골격형 (Rigid exoskeleton) 근력증강시스템과부드러운슈트형 (Soft exosuit) 근력증강시스템으로구분 - 최초의외골격형근력증강시스템은 1960년대 GE 연구소가미해군의지원을받아개발한 Hardiman 으로, 680kg의무게를들수있게설계되었음 - 최근에는활동성이강조된소프트슈트형태의시스템에대한연구가진행되고있으며, Soft ExoSuit가대표적 단단한외골격형 (Rigid exoskeleton) 근력증강시스템은다시구동기형과비구동기형으로구분됨 - 구동기형근력증강시스템은구동기의구동토크를이용해사람이들기어려운무거운물체를들수있도록동작 - 착용형근력증강웨어러블로봇의특성상구동기가부착된로봇의경우중량이높고운용시간에제약이따르는단점을보완하기위해비구동기형은기구구조와강성부품을활용하여저중량을실현하고착용자의근력을보조하도록동작 [ 외골격형과슈트형근력증강시스템비교 ] 특징외골격형근력증강시스템슈트형근력증강시스템 소재 알루미늄, 플라스틱등 직물, 인공근육, 와이어, 공압튜브등 무개및부피 무겁고큼 가볍고작음 최대출력 근력의 1~10배 근력의 0~0.1배 관절구조배치 단순함 복잡함 탈부착용이성 어려움 간편함 주요용도 / 응용 근력증강 근력보조 * 출처 : 착용형근력증강기술동향 ( 한국전자통신연구원, 2017) 경제사회적파급효과 신체에직접착용하는근력증강웨어러블로봇은산업현장에서작업환경에따른유연한대처와생산성을높이고작업자의위험및피로감소하는기능으로인해산업전반에걸쳐확산되고있으며특히, 세계유명자동차회사인미국의포드, 독일의 BMW, 아우디, 프랑스르노등자동차생산라인에웨어러블로봇앞다투어적용하고있음 근력증강웨어러블로봇의경우산업현장, 재해현장, 군사작전등에서활용도가크므로지속적인관심과수요가늘고있음 46 46

산업용근력증강웨어러블로봇 - 우리나라산업통상자원부에서도산업원천기술개발사업의하나로지원중이고, 자동차조립공정과제강공정에서활용하기위하여현대자동차와포스코등의기업에서기술개발에참여하고있음 최첨단우주산업에도적용가능하여, 웨어러블로봇은우주실험에더많은장비를가지고오랜기간적은피로도로작업할수있어우주업무수행에큰도움을줄것으로예상됨 - 미국의 NASA에서우주비행에사용될웨어러블로봇을만들어사용하기로함 전세계적으로수요가확대되고있는웨어러블로봇이나, 관련기술의연구는특정나라에집중되어있는현실임 - 현재상용화되어있는로봇도고가의로봇들이어서시장이제대로형성되지않은상태임 - 일반인들이구매하여일상생활에서효과를볼수있는저가의로봇을개발하여세계시장에대량으로공급가능 또한웨어러블로봇을위하여개발된핵심기술들은그외지능형서비스로봇에도응용가능, 우리나라가로봇강국으로입국하기위한원초기술이될것 착용형근력증강웨어러블로봇기술개발개요 착용형근력증강웨어러블로봇의다양화 착용형근력증강웨어러블로봇연구개발이상용화단계에이르면서제품단가, 경량화, 효율등의이슈로전신, 상지, 하지형에서핵심적으로필요한부분에만로봇을착용하는부분형개발로활발하게이루어지는추세 착용형근력증강웨어러블로봇의적용분야중중량물취급하는경우가아닌경우구동기를적용하지않고기구적인잠금기능혹은자중보상기술을적용하여경량화와장시간착용성이우수하도록개발이이루어지고일부제조공장에서는현재상용제품을적용중 착용형근력증강웨어러블로봇알고리즘및보조전략 상용제품화가가능한현실적인동작의도파악기술개발 착용형근력증강웨어러블로봇의동작은착용자의동작의도파악에맞게근력을증강시켜주는형태로동작하므로동작의도파악기술은착용형근력증강웨어러블로봇의동작성능을좌우하는핵심개발이슈 다양한방식의동작의도파악기술이개발되었으나착용형근력증강웨어러블로봇의제품상용화를위해서는번거롭지않은빠른탈착과반복된동작에도정확한착용자의동작의도파악이가능한진보된동작의도파악기술개발이요구됨 착용형근력증강웨어러블로봇기술의표준화문제 제품안전성확보를위한착용형근력증강웨어러블로봇개발제품의인증기술요구 47

전략품목현황분석 사람이신체에직접착용하여동작하는만큼착용형근력증강웨어러블로봇의안전성확보는매우중요 착용형근력증강웨어러블로봇개발과제품화는최근몇년동안고도의성장률을보이며세계적으로다양한제품이출시되고있으며국내또한연구개발된웨어러블로봇의상용제품출시가멀지않은만큼근력증강웨어러블로봇의동작시착용자의위해성, 근력증강효율, 착용성평가등의인증기술개발필요 나. 주요기업동향 (1) 해외업체동향 Panasonic( 일본 ) 의허리근력지원로봇 고중량물이송작업용허리근력보조외골격로봇개발 로봇중량 ( 배터리포함 ) 6kg, 운용시간 8시간, 15kgf 근력보조기능으로로봇경량화와지속운용시간확보를통해제품화에성공함. Ekso Bionics( 미국 ) 의어깨근력보조로봇 Equipois의 X-Ar, ZeroG의중력보상기술을활용하여개발한어깨근력보조로봇. 로봇중량 4.3kg, 2.2~6.8kg의리프트보조, 50cm의 work envelope를가지며로봇착용으로인한현장작업자의기존작업동작방해를최소화하여개발함. Roam robotics( 미국 ) 의스키근력지원로봇 백팩의공압소스를이용해무릎관절의근력을지원하는로봇. 스쿼트동작을반복하는스키어들의습관을자동으로인식해토크를조절하며운동에반영해피로감이나근력의소모를최소화하도록동작 (2) 국내업체동향 현대자동차는 전기식 (EWR) 근력증강 로봇을, 현대로템은 유압식 (HWR) 근력증강 로봇을 개발 전기식로봇은자동차조립에쓰일수있고, 유압식로봇은전동차문이나에어컨등 80kg의 물체를들고시속 3km로움직일수있음 현대로템이개발한웨어러블로봇 (RMX) 은자중 9kg 미만으로착용이간편하고, 작업자의허리나 무릎에걸리는관절부하를최대 50% 까지줄일수있음 LG 클로이 (CLOi SuitBot) 수트봇개발 하체근력지원로봇개발에이어허리근력지원로봇을개발하였고착용자가허리를굽혔다폈을때허리에가해지는힘을보조하는식으로동작하여무거운물체를들거나반복작업시착용자에게가해지는허리부담을줄이는데활용됨 48 48

산업용근력증강웨어러블로봇 다. 특허동향 산업용근력증강웨어러블로봇기술분야특허상주요기술 주요기술 착용형으로 신체 기능을 강화하도록 보조하는 기술로 중량물을 처리하는 데에 주로 이용되며, 구동기, 기구부, 생체신호 측정 등의 기반기술로 구성되며 또한, 로봇과 인체의 상호작용으로 동작되는제품특성상로봇데이터와착용자데이터관리기술등이이에포함됨 요소기술 코드 설명 구동모듈설계 A 탄성체기반의가변강성구동모듈설계기술 수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술 센서융합기반작업자의도파악기술 모션캡쳐기술 인체동작해석시뮬레이션기술 근력증강을위한웨어러블로봇플랫폼기술 B C D E F 수동, 능동방식의강성제어알고리즘 위치센서, 토크센서, 압력센서등다중센서기반사용자의도획득기술 운동역학데이터추출을위한 3 차원모션캡쳐기술 착용자와로봇의상호작용이반영된최적보조력시뮬레이션기술 산업현장작업자의근력보조를위한착용성이우수한웨어러블플랫폼기술 세부분야별특허동향 주요기술별출원인국적별특허동향 산업용근력증강웨어러블로봇기술의요소기술별주요출원인국적별특허정보데이터 입수하였으며, 최근 10 년간의특허데이터를비교분석함 요소기술한국미국일본유럽계 구동모듈설계 1 3 0 0 4 수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술 1 3 0 0 4 센서융합기반작업자의도파악기술 49 9 2 4 64 모션캡쳐기술 13 5 2 1 21 인체동작해석시뮬레이션기술 12 18 5 5 40 근력증강을위한웨어러블로봇플랫폼기술 109 111 36 23 279 합계 185 149 45 23 402 49

전략품목현황분석 요소기술별출원인특허동향에서한국국적의출원인이가장활발한연구개발을하고있으며, 그다음으로는미국, 일본, 유럽국적의출원인순으로나타남 구동모듈설계및수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술은출원량이매우미미함 센서융합기반작업자의도파악기술은한국국적의출원인이가장많은비중을차지하고있으며, 그다음으로는미국, 유럽, 일본국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 모션캡처기술은한국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는미국, 일본, 유럽국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 인체동작해석시뮬레이션기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는한국, 일본, 유럽국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 근력증강을위한웨어러블로봇플랫폼기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는한국, 일본, 유럽국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 관점을국내 외출원인으로바꾸어보면한국국적의출원인은외국국적의출원인에비해센서융합기반작업자의도파악기술 (C) 분야의출원비중이상대적으로높게나타나고있음 반면, 한국국적의출원인은외국국적의출원인에비해인체동작해석시뮬레이션기술 (E) 분야에상대적으로특허출원비중이상대적으로낮은것으로나타남 한국국적출원인의특허출원량은 2009년이후굴곡이있지만, 꾸준히높아지는경향을나타냄 해외국가의특허출원량도한국과유사하게 2009년이후꾸준히출원량이높아지는경향을나타냄 * 2017~2018 년은미공개출원이존재하여출원수가적게보이는구간으로, 시계열동향을파악할때이점을유의해야함 50 50

산업용근력증강웨어러블로봇 주요기술별출원인동향 요소기술 구동모듈설계 수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술 센서융합기반작업자의도파악기술 모션캡쳐기술 기술집중도 주요출원인 SOC Robotics Inc. Kyushu University IWALK, INC. SOC Robotics Inc. Kyushu University IWALK, INC. GORVBEL EQUOS RESEARCH TOYOTA MOTOR SOC Robotics Inc. 한국과학기술원 국내특허동향 출원량이매우적음 국내의경우, 개인출원인이소량출원 출원량이매우적음 국내의경우, 개인출원인이소량출원 대학교, 공공연구기관중심 인제대학교, 피앤에스미캐닉스, 한국생산기술연구원 공공연구기관중심 한국과학기술원, 서울대학교, 성균관대학교, UNIVERSITY OF TSUKUBA 대구경북과학기술원등 Sabanci University 공공연구기관중심인체동작해석 Ekso Bionics 국방과학연구원, 울산과학기술대학교, 시뮬레이션기술 서울대학교산학협력단울산과학기술원등근력증강을위한 Ekso Bionics, Inc. 공공연구기관중심웨어러블로봇플랫폼 기술 국방과학연구소 국방과학연구소등 : 50건이상, : 30~49 건, : 20~29 건, : 10~19 건, : 10건미만 51

전략품목현황분석 구동모듈설계기술분야주요출원인동향 구동모듈설계기술분야는전체적으로출원량이매우적으며, SOC ROBOTIC INC. 등의업체가 출원활동을하고있고, 국내의경우, 개인출원인이소량특허를출원하고있음 수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술분야주요출원인동향 수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술분야역시전체적으로출원량이매우적으며, SOC ROBOTIC INC. 등의업체가출원활동을하고있고, 국내의경우, 개인출원인이소량특허를출원하고있음 센서융합기반작업자의도파악기술분야주요출원인동향 센서융합기반작업자의도파악기술분야는 GORBEL이가장활발한출원활동을실시하고있으며, 국내에서는인제대학교, 피앤에스미캐닉스, 한국생산기술연구원등공공연구기관을중심으로출원활동이이루어지고있음 모션캡쳐기술분야주요출원인동향 모션캡쳐기술분야는 SOC ROBOTIC INC. 가가장활발한출원활동을실시하고있으며, 국내에서는한국과학기술원, 서울대학교, 성균관대학교, 대구경북과학기술원등의공공연구기관을중심으로출원활동이이루어지고있음 인체동작해석시뮬레이션기술분야주요출원인동향 인체동작해석시뮬레이션기술분야는 SABANCI UNIVERSITY 및 EKSO BIONICS가활발한출원활동을실시하고있으며, 국내에서는국방과학연구원, 울산과학기술대학교, 울산과학기술원등의공공연구기관을중심으로특허를출원하고있음 근력증강을위한웨어러블로봇플랫폼기술분야주요출원인동향 근력증강을위한웨어러블로봇플랫폼기술분야는 EKSO BIONICS 등의기업에서활발한출원활동을실시하고있으며, 국내에서는국방과학연구소등의일부공공연구기관역시소량의특허를출원하고있음 국가별특허활동지수 (AI) 비교 특허활동지수 (Activity Index) 는상대적집중도를살펴보기위한지표로서, 그값이 1 보다큰 경우에는상대적특허활동이활발함을나타냄 한국은구동모듈설계, 수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술분야에서는 특허활동이부진하나, 센서융합기반작업자의도파악기술분야의특허출원은활발한 것으로나타남 52 52

산업용근력증강웨어러블로봇 미국은모션캡쳐기술기술분야에서는특허활동이부진하나, 인체동작해석시뮬레이션 기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 일본은센서융합기반작업자의도파악기술분야에서는특허활동이부진하나, 구동모듈 설계, 수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술분야의특허출원은활발한 것으로나타남 유럽은구동모듈설계, 수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술분야에서는 특허활동이부진하나, 인체동작해석시뮬레이션기술분야의특허출원은활발한것으로 나타남 질적수준을고려한각국의시장력분석 시장력이전체평균 2.08을상회하는국가로는영국, 러시아, 스페인, 멕시코, 네덜란드등이있으나, 이는적은출원량에의한상대적인지수의상승효과로큰의미를부여할수없다고생각되며, 질적인수준이높은특허보유국은미국과독일임 질적인측면을같이고려한시장력에있어서미국은질적수준도높고시장력역시강한것으로평가됨 일본은시장력면에선높은수준이지만질적수준은평균을하회하는수준을보임 한국은시장력및특허의질적인수준모두평균을하회하는낮은경향을보임 53

전략품목현황분석 국가 특허수 PFS (Σ 패밀리수 /Σ 특허수 ) CPP (Σ 피인용수 /Σ 특허수 ) CA 11 1.454545 0 JP 28 1.8928 0.2222 KR 168 1.1785 0 US 136 2.080882 2.388889 CN 10 1.9 0 IT 8 1.25 0 전체평균 18.63 2.08 0.3 산업용근력증강웨어러블로봇기술분야의주요경쟁기술및공백기술 산업용근력증강웨어러블로봇기술분야의주요경쟁기술은센서융합기반작업자의도파악기술및근력증강을위한웨이러블로봇플랫폼기술로나타남 산업용근력증강웨어러블로봇기술분야에서근력증강을위한웨이러블로봇플랫폼기술이가장경쟁이치열한분야이고, 구동모듈설계및수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술분야는아직까지출원이활발하지않은공백기술분야로나타남 요소기술구동모듈설계수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술센서융합기반작업자의도파악기술모션캡쳐기술인체동작해석시뮬레이션기술근력증강을위한웨어러블로봇플랫폼기술 기술집중도 : 50 건이상, : 30~49 건, : 20~29 건, : 10~19 건, : 10 건미만 54 54

산업용근력증강웨어러블로봇 최신국내특허기술동향 요소기술 구동모듈설계 최근핵심기술동향 센서네트워크의대규모데이터수집장치기술 수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술 피어 - 투 - 피어통신방식의플러그앤플레이센서네트워크시스템및 이를이용한응용서비스제공기술 센서융합기반작업자의도파악기술 피어 - 투 - 피어통신방식의플러그앤플레이센서네트워크시스템및 이를이용한응용서비스제공기술 모션캡쳐기술 복수의센서데이터를처리하는데이터처리장치및상기장치를 포함하는데이터처리시스템기술 인체동작해석시뮬레이션기술 근력증강을위한웨어러블로봇플랫폼기술 영상데이터처리방법및이를지원하는전자장치기술 이미지센서모듈, 제조방법및이를포함하는이미지처리시스템 기술 국내특허동향을살펴보면대기업은센서융합기반작업자의도파악기술및근력증강을위한웨어러블로봇플랫폼기술을, 공공연구기관은인체동작해석시뮬레이션기술을집중적으로연구개발하고있는것으로나타남 구동모듈설계기술및수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술에서는국내에서는출원량이거의발생하지않고있으며, 일부개인출원인을중심으로연구개발하고있는것으로나타남 센서융합기반작업자의도파악기술분야는영상정보를기반으로외골격로봇의착용자의의도를판단할수있는시스템, 착용자의작업시발생하는상호작용힘을검출하여의도를판단하는기술등이공공연구기관을중심으로연구개발되고있음 모션캡쳐기술에서는모션데이터에가중치를부여함으로서동작을정확하게감지하는기술등이공공연구기관에서연구개발되고있음 인체동작해석시뮬레이션기술분야는전체적으로적은량의출원이발생하는분야로서, 작업자의조작시의움직임을획득하여가상매니퓰레이터를시뮬레이션하고이에따라제어데이터를생성하는기술등이공공연구기관및개인출원인을중심으로연구개발되고있음 근력증강을위한웨어러블로봇플랫폼기술에서는구동력을가지고인체의움직임을보조하는구동부의연결및가요성엘리먼트등을포함한새로운구동수단을적용한기술등이공공연구기관을중심으로연구개발되고있음 55

전략품목현황분석 중소기업특허전략수립방향및시사점 산업용근력증강웨어러블로봇기술분야의공백기술분야는구동모듈설계및수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술이고중소기업의시장진입상대적으로수월한분야는전분야인것으로나타남 산업용근력증강웨어러블로봇기술분야산업은인체에부착된기구부를구동하여착용자의근력을보조하며, 다양한응용분야중에서도제조 / 안전 / 국방등분야에서의용도는큰시장성을가지는것으로전망되어전세계적으로개발경쟁이진행중임 산업용근력증강웨어러블로봇기술분야산업은구동기, 기구부, 생체신호측정등의기반기술로구성되며또한, 로봇과인체의상호작용으로동작되는제품특성상로봇데이터와착용자데이터관리기술이별도로요구됨 향후중소기업은구동모듈설계및수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술등의요소기술에집중하여연구개발하고특히공공연구기관의연구개발이활발한인체동작해석시뮬레이션기술분야에서는기술매입이나라이센싱등을통해부족한연구개발능력을보완하는것이바람직할것으로사료됨 56 56

산업용근력증강웨어러블로봇 4. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 연구개발기관 착용형근력증강웨어러블로봇분야주요연구개발기관 한국생산기술연구원 ( 원장이성일 ) - 외골격근력지원로봇슈트 하이퍼 (HyPer) 개발 : 발, 발목, 허리에사람의생체신호를감지하는 25개정밀감지센서를적용시켜인간의물리적인능력을향상시켜주는고출력외골격로봇슈트개발. 사용자의의도를감지할수있는센서제어알고리즘개발및센서부착형소형액추에이터모듈화기술개발 - 데모데이 에서세계최초소방관용웨어러블로봇기술을선보여최우수상 ( 국무총리상 ) 을수상. 에프알티, 아이리스, LIG넥스원, 이셀전자와공동개발. 세계두번째유압식, 근육강화용웨어러블로봇. 재활보조로봇으로도활용가능 국방과학연구소 - 기동능력에중점을둔 고기동하지근력증강로봇의고속동기화제어기술 개발 헥사시스템즈 - 산업지원기기및군사용근력증강로봇을개발판매 - 군사작전현장및산업현장적용을목적으로개발되었으며착용자상지 하지외부에외골격형태로부착하여상지 하지근력증강을위한외골격로봇시스템을보유 LIG넥스원 - 무거운하중을다루는데중점을둔 고하중상하지근력증강로봇의통합운용제어기술 및 착용형근력증강로봇용고밀도전원기술 개발 연구개발자원 국가연구개발지원사업 산업통상자원부 - 에너지 자원기술개발사업 - 전략핵심소재기술개발사업 - 신재생에너지기술개발사업 - 산업융합원천기술개발사업 - 로봇미래전략 (2013~2022) - 산업엔진프로젝트 (19대미래성장동력 ) - 사업화연계기술개발사업 ( 민간투자연계형등 ) 57

전략품목현황분석 보건복지부 - 국립재활원 보훈병원등에재활로봇보급 - 국공립병원에국산수술로봇선도제품시범적용 로봇산업정책협의회 - 창의적 도전적로봇연구촉진을위한풀뿌리지원프로그램 한국로봇산업진흥원 - 로봇산업클러스터 : 센터와장비를구축하고, 기술사업화촉진및로봇창업맞춤형지원과상용화기술개발지원을통해의료, 사회안전, 제조분야의로봇산업육성을목표로함 - 로봇활용중소제조공정혁신지원사업 : 로봇을활용한중소제조공정혁신으로국내중소제조업의생산성향상, 고부가가치화등제조경쟁력강화와국내로봇기업경쟁력제고및로봇산업규모확대를지원하는사업으로수요기업당국비최대 3~10억원지원 ( 총사업비 50% 이내 ) 및민간부담금국비 50% 이상현금매칭으로경제적지원 - 시장창출형로봇보급사업 : 보건복지부와국립재활원이참여하는의료재활로봇보급사업, 산업통상자원부와부천산업진흥재단이참여하는시장창출형로봇부품보급사업등의공공수요형사업과아이디어발굴형사업을진행 중소기업대상시설및장비지원 중소기업전용연구시설 (Rental Lab) ( 한국생산기술연구원 ) - 공동연구수행및장비를효율적으로이용하고자하는중소 중견기업에게연구공간을제공하고, 연구원인프라 ( 인력, 장비등 ) 를활용한근접지원을통해기업의생산성및경쟁력을높이고있음 실용화중심의로봇중소기업부설연구소 ( 한국로봇융합연구원 ) - 국내로봇기업의경쟁력강화를위해공동연구개발 기술자문 장비이용등맞춤형기업지원서비스제공 - 지능형로봇개발및제품상용화촉진사업 / 로봇융합비즈니스사업 / 경북특화산업로봇융합사업 / 수요발굴지원단 / 중소기업융 복합기술개발사업 연구장비공동활용지원사업 ( 중소벤처기업부, 한국로봇산업진흥원 ) - 주관기관이보유한연구시설과장비, 소프트웨어를중소기업이공동활용하도록지원 - 연구개발과설계및디자인, 시제품제작, 성능평가, 양산및마케팅에이르는원스톱지원 국가연구시설장비진흥센터 ( 과학기술정보통신부 ) - 장비활용종합포털사이트 ZEUS를통해국가연구시설 장비의활용극대화를위해필요한정보를체계화하고모두가편리하게이용할수있도록최상의서비스를제공 산업기술개발장비공동이용시스템 e-tube ( 산업통상자원부, 한국산업기술평가관리원, 한국산업기술진흥원, 한국에너지기술평가원 ) - e-tube를통해산업기술 R&D에필요한연구장비를보다쉽고, 빠르고, 편리하게이용할수있도록적극지원 58 58

산업용근력증강웨어러블로봇 나. 연구개발인력 착용형근력증강웨어러블로봇분야는한국생산기술연구원, 한국과학기술연구원, 숭실대학교, 성균관대학교, 한양대학교, 연세대학교, 헥사시스템즈등에서주로연구개발을진행하고 있음 정부는개방형로봇산업생태계조성을위해인력양성측면에서多기술영역업무수행및 다양한산업분야에서로봇융합을통한신규비즈니스창출이가능한중소기업실무형 로봇전문인력양성추진 [ 착용형근력증강웨어러블로봇분야주요연구인력현황 ] 기관 성명 직급 한국생산기술연구원 이동욱 그룹장 한국과학기술연구원 최준호 책임연구원 한국과학기술연구원 김승종 책임연구원 한국과학기술연구원 김기훈 책임연구원 숭실대학교 김진오 교수 성균관대학교 이석한 교수 한양대학교 임성수 교수 연세대학교 원영신 교수 헥사시스템즈 한창수 대표 59

전략품목현황분석 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 착용형근력증강웨어러블로봇의요소기술은크게수동 / 부분수동 / 능동구동방식의강성제어알고리즘기술, 작업자의도파악을위한신체부착센서의고정밀측정기술, 운동역학데이터추출을위한 3차원모션캡쳐기술, 착용자와로봇의상호작용이반영된최적보조력시뮬레이션기술의총네개의분류로구분됨 기술이전이가능한기관은한국과학기술연구원, 숭실대학교, 성균관대학교, 한양대학교가있음 [ 착용형근력증강웨어러블로봇분야센서및화상처리기술관련이전기술 ] 분류요소기술기관 강성제어알고리즘기술 구동력차단과연결이능동적으로가능한착용형로봇용관절장치 회전형 SEA 관절에적합한탄성체개발기술 한국로봇융합연구원 (2) 이전기술에대한세부내용 분류 기술명 세부내용 구동력차단과연결이능동적으로가능한착용형로봇용관절장치 클러치개념의로봇용관절장치로구동력을전달하거나일정한회전구간 동안동력차단가능 기술이전목적및필요성 근력지원이필요한경우와필요없는경우를구분하여본장치를활용해필요한 구간에서만근력을지원하며필요없는경우 free joint 로동작하여 근력지원로봇의동작이질감상쇄할수있음 기술활용방안및기대성과 관절구조내부에일정한자유회전영역확보설계를통해착용자가원하는구간에서동력차단과동력연결 착용형근력증강웨어러블로봇착용보행시근력지원이필요없는경우로봇의사용에너지를절약하고자연스러운착용자의움직임구현 세부문의 기술관련 한국로봇융합연구원 60 60

산업용근력증강웨어러블로봇 분류 기술명 세부내용 회전형 SEA 관절에적합한탄성체개발기술 기술이전목적및필요성 회전형 SEA(Serial Elastic Actuator) 구현에요구되는회전형탄성체 관절회전에따라선형적인출력특성을가지며이력현상 (hysterisis) 이 최소화된탄성체설계 / 제작기술 기술활용방안및기대성과 회전형 SEA 내부에장착되는회전형탄성체로회전각에따라선형적인토크출력특성을통해관절토크제어에활용 비구동기형착용형근력증강웨어러블로봇관절에활용하여중력보상메커니즘의부품으로활용가능 세부문의 기술관련 한국로봇융합연구원 61

전략품목현황분석 5. 기술개발로드맵 가. SWOT 분석 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 유연한 산업구조에 힘입어 다양한 시장 진입 가능 ( 기술 ) 우수한 IT 인프라를보유해로봇과융합시킬수있는 ICT 기술적용이용이 ( 정책 ) 국가적로봇산업지원정책수립 기회 (Opportunity) 약점 (Weakness) ( 환경 ) 영세한산업구조때문에글로벌경쟁에취약 ( 기술 ) 핵심원천기술미흡으로대부분의부품을해외에서수입중 ( 정책 ) 산업계연계가미흡해신속 저렴한제품개발에약점 위협 (Threat) ( 환경 ) 제조패러다임의변화및적극적수요발생 ( 기술 ) 기반기술연구개발가능 ( 정책 ) 정부주도적극적지원실시 ( 환경 ) 생산지원인프라부족으로경쟁력에악영향 ( 기술 ) 글로벌경쟁이점차심해지고있음 중소기업의시장대응전략 제조, 설계, 소프트웨어등의기존핵심요소기술역량을웨어러블로봇에접목하여신속한제품개발과사업화추진전략으로시장의요구에대응 작업자환경을고려하여현장에서의요구맞춤기술수요도출 나. 중소기업핵심요소기술 (1) 핵심요소기술도출절차 특허 / 논문분석을통한요소기술과기술수요와각종문헌을기반으로한요소기술, 전문가추천요소기술을종합하여품목별전문가를통해분류조정한후, 전문가평가과정을거쳐핵심요소기술을선정 - 기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을고려하여평가 요소기술 Pool 구성 요소기술분류조정 핵심요소기술선정평가 핵심요소기술선정 - 특허 / 논문분석 - 기술수요및문헌분석 - 전문가추천 è - 품목별전문가요소기술분류조정 재정의 è - 산학연전문가검토 - 평가항목별요소기술선정평가 è - 평가결과반영로드맵기획대상핵심요소기술도출 62 62

산업용근력증강웨어러블로봇 (2) 요소기술 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여 최종요소기술확정 [ 산업용근력증강웨어러블로봇요소기술도출 ] 분류요소기술출처 강성설계기술 구동모듈설계 수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 센서융합기반작업자의도파악기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 인체동작해석 모션캡쳐기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 인체동작해석시뮬레이션기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 플랫폼기술 표준화 DB 구축기술 근력증강을위한웨어러블로봇플랫폼기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 63

전략품목현황분석 (3) 핵심요소기술 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 산업용근력증강웨어러블로봇핵심요소기술 ] 분류요소기술개요 구동모듈설계탄성체기반의가변강성구동모듈설계기술 강성 설계기술 수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술 수동, 능동 방식의강성제어알고리즘 인체동작 해석 센서융합기반작업자의도파악기술 모션캡쳐기술 인체동작해석시뮬레이션기술 위치센서, 토크센서, 압력센서등다중센서기반사용자의도획득기술 운동역학데이터추출을위한 3 차원모션캡쳐기술 착용자와로봇의상호작용이반영된최적보조력시뮬레이션기술 플랫폼기술 근력증강을위한웨어러블로봇플랫폼기술 산업현장작업자의근력보조를위한착용성이우수한웨어러블플랫폼기술 64 64

산업용근력증강웨어러블로봇 다. 기술개발전략 (1) 기술개발로드맵 65

전략품목현황분석 참고 : 핵심요소기술평가결과 지표별평가결과 요소기술 기술개발시급성 기술개발파급성 단기개발가능성 중소기업적합성 합계 비고 구동모듈설계 38.0 36.0 36.0 35.0 145.0 선정 수동, 능동방식의웨어러블로봇관절강성제어기술 센서융합기반작업자의도파악기술 35.0 36.0 31.0 33.0 135.0 선정 39.0 39.0 30.0 31.0 139.0 선정 모션캡쳐기술 32.0 34.0 29.0 31.0 126.0 선정 인체동작해석시뮬레이션기술 32.0 31.0 32.0 30.0 125.0 선정 표준화 DB 구축기술 29.0 31.0 28.0 25.0 113.0 근력증강을위한웨어러블로봇플랫폼기술 40.0 39.0 35.0 34.0 148.0 선정 66 66

전략품목현황분석 가정용로봇및 콘텐츠

68

가정용로봇및콘텐츠 정의및범위 일반가정내에서가사활동을보조하거나자율적으로가정내환경을판단하여정해진가사업무를스스로수행하는로봇 실내 / 외청소용로봇, 기존의가사용제품을사용하는가사도우미로봇등 로봇기능을활용해건강이상, 화재확인등가사기능외다양한서비스를제공하기위한콘텐츠 정부지원정책 로봇산업발전방안 을확정짓고서비스로봇공공수요발굴, 로봇로드맵, 휴머노이드연구센터설립등추진 관계부처합동으로 2017년지능형로봇실행계획 을발표해범국가적로봇융합네트워크구축, 신규수요창출및해외시장진출기반확대등구체적실행계획을공개 로봇핵심부품활성화정책수립및진행 광주테크노파크가정용로봇센터는로봇관련기업을육성하고, 로봇관련시험평가장비와시제품개발장비를도입하여, 기업의기술개발과제품생산을지원중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 인공지능을보유한가정용로봇에대한수요증가 ( 기술 ) 인공지능서비스로봇기술보유 ( 정책 ) 지능형로봇에대한지원정책강화기회 (Opportunity) ( 환경 ) 1인및고령화가구의증가로수요증가 ( 기술 ) 세계수준의가전과융합한고품질제품개발가능 ( 정책 ) 서비스로봇산업에대한지원확대 약점 (Weakness) ( 환경 ) 같은기능이라도대기업제품을우선하는소비문화 ( 기술 ) 글로벌선도형기술부재 ( 정책 ) 가정용로봇의빠른제품사이클에맞춘정책부재위협 (Threat) ( 환경 ) 중국의저가로봇과의경쟁 ( 기술 ) 가전대기업들의특허 ( 정책 ) EU 등경쟁국에서대규모의스타트업기업지원 중소기업의시장대응전략 단순한기능적수행뿐만아니라안정성과신뢰성을동시에확보해시장의요구에대응 가정용로봇기술중상대적으로공백기술인인간 - 로봇연결기술에집중

전략품목현황분석 1. 개요 가. 정의및필요성 가정용로봇이란일반가정내에서가사활동을보조하거나자율적으로가정내환경을 판단하여정해진가사업무를스스로수행하는로봇을의미 가정용로봇의범위는실내 / 외청소용로봇, 기존의가사용제품을사용하는가사도우미 로봇등으로분류를나눌수있음 고도의정밀도나정교함을요구하는산업용로봇과달리가정용로봇은예기치못한다양한환경에대한유연성이보다더요구됨 가정용로봇이운용되어야하는가정환경은뛰어노는어린아이, 세심한주의가필요한영유아, 예측할수없는반려동물, 사용자의로봇에대한이해도등등로봇입장에서주의해야하는다양한환경이존재하기때문에작업의유연성, 효율성이로봇에게요구됨 가정내가사활동의다양한종류에맞춰로봇의목적및기능분류와표준화도이루어져야함 가정용로봇은기존의가전제품에로봇의기능이더해지는것에서새로운형태의로봇에대한 시도도존재하고있음 소비자의필요성에의해개발되기보다는소비자의필요성도개발할필요가있는분야임 소비자가가전제품을다루듯이로봇을다루는분야이므로손쉬운작동과견고함안정성등이 요구됨 특히고령화시대, 1 인가구의증가시대에맞춰가정용로봇도화재예방, 화재경고, 방범 등의기능도포함되는것이필요함 70 70

가정용로봇및콘텐츠 나. 범위 (1) 제품분류관점 사용되는목적에따른분류는실내청소, 실외청소, 가사도우미로봇으로구분 실내청소형로봇은실내환경에서환경인식, 주행기술을보유한자율청소로봇으로정의 실외청소형로봇도실내청소형로봇과사용되는기술은비슷할수있지만, 환경적요소에대해보다넓은인식범위와보다열악한동작환경에대해더욱강인한성능이요구됨 가사도우미로봇은현재정확히분류를하는것은어렵지만실내물건의정리택배물품수령및접수등의업무를처리하기위해기존의청소용로봇과는차별되는로봇을의미 그로인해가사도우미로봇은사람처럼팔과손, 혹은그에상응하는기능으로물건을잡고정리하는능력을보유할수있음 주행기술방식별로는바퀴구동형방식과다리나비행등과같은비바퀴구동형, 그리고고정형으로구분할수있음 기존의청소로봇처럼바퀴구동형이있을수있으며자율주행능력을보유하거나혹은그렇지않아도자신의위치를파악하고주변환경을인지하는능력을가짐 다양한로봇을시도하는현재기술분위기를보면가사지원로봇들이바퀴뿐만아니라다리구동형이나실내외를넘나들며물건의정리나이동을도와주는형태의로봇으로발전할가능성이높음 또한요리하는로봇이나쓰레기분류등고정된자리에서임무를수행하는고정형로봇이있을수있음 현재로봇의일반적기술과현재많은관심을받고있는로봇의개발중인기술을가정용로봇에적용할수있는범위로분류 [ 제품분류관점기술범위 ] 전략품목제품분류관점제품별용도 가정용로봇 음성인식 / 합성기술 영상인식 / 감정기술 네트워킹기술 하이브리드앱기술 위치인식및자율주행 환경인식및판단 장애물파악및회피 청소로봇, 가사도우미로봇등에음성명령및현상황음성보고 가정용로봇이가족구성원을인식하거나물건을인식하고, 가족 구성원의감정을읽거나, 자신의상황을인간친화적인감정용어로 표현하는것 로봇간의통신뿐아니라현재 IoT 기술이탑재된여러가전제품과의 통신기술 로봇의구동 및 로봇의 상태, 로봇이 수집한 데이터를 외부에서 확인하기위한모바일앱및로봇구동기술 다양한센서와알고리즘을활용한위치인식및자율주행기술 여러환경인지센서기술을활용한화재등의재난인식및인간과 재산을지키기위한판단기술 주행기능을가진로봇의경우가정에서있을수있는어린아이, 영유아, 반려견등의다양한장애물을파악하고회피할수있는능력 71

전략품목현황분석 (2) 공급망관점 가정용로봇의공급망은센서, 구동및그제어기, 인식시스템, 통신모듈, 전원시스템 등으로공급망단계를구분 가정용로봇의공급망은다양한가정환경에대응하고인식, 주행혹은머니퓰레이터기술및 최근활발히연구되는인공기술기능의구현을고려함 [ 공급망관점기술범위 ] 전략품목공급망관점세부기술 자율주행및자기위치인식기술 실내청소 이물질흡입등청소기술 추가로가정내환경인식및모니터링기술 장애물인식및회피기술 가정용로봇 실외청소 자율주행및실외자기위치및청소범위인식기술 잔디혹은시멘트등불균일바닥에대한대응기술 날씨및외부환경에대한인식기술 가사도우미 물건의적재, 파지및운송기술 로봇팔과같은머니퓰레이터기술 영상및음성인식기술 환경인식및판단기술 72 72

가정용로봇및콘텐츠 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 가정용로봇은가사노동의대체용으로기존의청소, 정리등의일을대신수행하는로봇 제품의개발을의미 가사노동을돈으로환산할경우연간 143 조원에서 170 조원에이르며이는우리나라 총생산의약 25% 에달하는가치 1 인가구및고령화가구의증가로인해가사노동에대한지원을필요로하는시장의요구가있음 최근까지새로운시장을개척해온청소용로봇은좀더많은기능에대한요구가있음 기존의바퀴로구동되는진공청소기개념에서한단계더나아가자신의위치를파악하고가족구성원의위치를파악해서사람에게방해되지않는곳에서의청소, 혹은다양한환경인식및영상인식능력으로집중청소지역관리등의능력이요구됨 또한가족구성의인식능력을통해방범기능이나화재예방및판단기능이요구됨 집전체를구동하는청소용로봇의특성을활용하여각가전제품혹은각방에대한상태를확인하고모니터링하는기능도요구되고있음 최근인공지능의발전과다양한 IoT 기술의발전으로가사도우미로봇의개념이최근구체화되고좀더발전되고있음 가사도우미로봇을이용한요리, 가정비품의정리정돈, 설거지, 재활용재품의분류, 빨래감을세탁기로이동하는등의로봇이개발되고곧시장에등장할것으로예상 특히단지청소용로봇만의미하던가정용로봇이가사도우미의기능을포함하면서더많은기능이필요하게됨 산업용로봇에서요구되던로봇팔의기술이필요하게됨 청소혹은정리대상의확인, 인식등을위한영상관련기술이필요 다양한형태로인간과교감하기위한감정인식및표현기술이필요하게됨 특히사람이없는상태에서가사도우미를활용하기위해서스마트폰이나웹을통한다양한접근방식이또한필요함 지능기반의환경인식, 조작, 인간과의상호교감등을이용한정리정돈기능등의가사노동을소화할수있도록, 인공지능, 자율주행, 위치인식, 감성학습등의기술이요구됨 73

전략품목현황분석 인간과의상호작용, 대화및의사소통을위한이동, 매니플레이션기능을가진로봇의이용을통한 동적인가사노동역할수행이가능한로봇이필요함 * 출처 : 로봇신문 [ 가사도우미로봇의예시 ] 그러나이러한가정용로봇의간과할수없는어려움은가격, 성능, 소음, 수명등까다로운소비자의눈높이를맞추며, 로봇기술에대해무지한소비자를위한편리한조작성능이요구된다는것 액추에이터및핵심센서의가격경쟁력확보 로봇시장확보를위한양산개발및성능개선필요 매니플레이션및주행기술에치중된기존가정용로봇기술을네트워크및통신, 인공지능기술과접목하는시도가필요 관련원천기술개발및상품화는지속적인기술개발과현장적용기술이융합되어야 상용화가가능한구조로대량양산화를위한노력이필요 (2) 산업의구조 가정용로봇기술은기계, 전기, 전자, 통신및네트워크기술및인공지능기술의유기적인 융합과연계가시급하며, 특히기능적인수행뿐만아니라인간과공존하는특성이있으므로 안정성과신뢰성의확보가중요함 74 74

가정용로봇및콘텐츠 현재까지가정용로봇은스타트업계의많은시도로선제품출시후시장형성구조를가지고있어서시장의분위기가도전적임 전방산업으로육아및아동교육지원, 가전산업연계, 스마트홈연계등이있어서기술경쟁력선점이요구되는산업 후방산업으로 ICT 산업과연계되어가사업무지원의첨단화에기여할것으로예상되며 지속적으로수요가증가할것으로전망되는산업 [ 가정용로봇산업구조 ] 후방산업가정용로봇전방산업 각종센서모듈관련산업, 구동부및제어기관견산업, 배터리등전원관련산업, 인공지능등지식기반산업 실내 / 외청소, 유리창, 벽청소로봇, 주방로봇, 가사도우미로봇 가전산업, 스마트홈산업, 라이프케어, 실버산업 75

전략품목현황분석 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 Tractica 에따르면, 가정용로봇이포함된컨슈머로봇시장은 2018 년 56 억달러수준에서 연평균 % 씩증가해 2025 년에는 190 억달러에달할것으로예상되며, 컨슈머로봇 생산대수는 2018 년 1,540 만개에서 2025 년 6,590 만개수준으로증가할것으로예상 [ 컨슈머로봇의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 억달러, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 세계시장 47 56 67 79 95 113 19.1 * 출처 : Tractica(2018) * 출처 : Macquarie, 2017 [ 세계청소로봇시장전망 ] 맥쿼리는 2017 년청소로봇시장을 22 억달러로추정하고 2025 년그규모는 10 배가넘는 250 억달러가될것으로전망함 이는청소로봇이이제주요가전제품으로자리매김을하고있음을의미하며시장의선택지가 아직다양해서중소기업의진입이용이한것으로판단됨 그중청소용로봇시장은 2020 년경 25 억달러정도규모로시장조사업체인리포트 바이어는예상함 76 76

가정용로봇및콘텐츠 일본의시장조사업체인시드플래닝에따르면일본시장의규모는 2020 년경청소용로봇만 100 만대규모로자국시장규모를예측 (2) 국내시장 국내가정용로봇생산현황을살펴보면, 2015 년 1,754 억원수준에서 2016 년 1,952 억원, 2017 년 2,317 억원수준으로증가했으며, 연평균증가율을기반으로 2018 년이후생산액을 예측하면 2021 년 4,647 억원수준으로증가할전망 [ 가사로봇분야의국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 국내시장 2,317 2,663 3,061 3,518 4,043 4,647 14.9 * 출처 : 산업통상자원부로봇산업실태조사 (2017, 2018) 기반으로 2018 년이후추정 국내시장은여전히산업용로봇의규모가크고발전하고있지만, 세계시장의서비스로봇 규모가발전하는것과는달리국내시장은답보상태임 이는진공형청소뿐아니라걸레질을많이하는국내청소문화의독특함도영향을주는 것으로판단됨 세계청소로봇시장이 irobot 이 63% 정도를차지는하는것으로 irobot Investor Presentation 2017 년주장하고있는가운데, 국내 LG 와몇몇중소기업이글로벌시장에 진입하기위해노력중임 77

전략품목현황분석 3. 기술분석 가. 기술개발이슈 (1) 기술동향 로봇의인지대상이사람의단순한영상, 음성으로부터의제스처동작인식수준을벗어나자연어대화, 동작의도의파악및이를기반으로한객체들 ( 사람-사람 ) 간교류방식의이해까지시도되는중 서비스로봇의지능화요구와컴퓨팅환경의발전에힘입어인식, 조작, 이동등인공지능을활용하는로봇기술개발이활발 로봇의지능화는가정용로봇뿐만아니라산업용로봇, 의료로봇등의서비스로봇에도모두적용되는추세 청소용로봇의발전속도는최근 10년간아주빠른진보를보이고있음 로봇청소기는 2001년에최초일렉트로룩스에의해출시된후 2003년 LG 전자및몇몇중소기업에의해개발판매되기시작 그후 2000년대중반청소용로봇은유리등물체를감지하고자동충전기능을탑재하기시작 이후카메라로공간을파악하고, 문턱감지, 청소영상녹화등의기능을탑재하기시작한것이 2011년전후임 이제최근청소용로봇은보다다양한기술과결합하여다양한시도를하고있음 최근서울대는인지 (Perception), 판단 (Desision), 행동 (Activity) 분야를청소용로봇에시행한적이있는데, 이때국내청소용로봇이 5세지능의어린이정도의인공지능을가진것으로조사되었음 청소용로봇의발전은이외에도집전체구조의파악, 보다적극적으로환경을분석하는것을시도하고있음 [ 로봇셰프, 몰리로보틱스 ] 78 78

가정용로봇및콘텐츠 가사로봇의범위는청소용로봇에서벗어나서요리하는로봇, 빨래를분류하고세탁기까지 이송하는로봇, 설거지해야할그릇을식기세척기에넣는로봇으로까지확대되고있음 다양한기업의다양한시도로대중적인지도는상승했지만, 제품의성능은아직기대에 미치지못함 이는전문인력및개발비용이커서중소기업에대한진입장벽을가지고있으며, 너무나 많은분야와의협업이필요한한계를가지고있음 최신지능로봇플랫폼기술개발동향 ( 로봇미들웨어 ) 일본의소니, 혼다등의기업이나연구기관들에서개인용로봇의제어하드웨어플랫폼과미들웨어의기술개발을추진하고있는중임 - 일본과미국 RTI사가로봇의미들웨어를 OMG에서제안, 표준화진행중 - 정통부의 URC 로봇사업을중심으로 CORBA 기반의로봇미들웨어진행 - 인간기능생활지원지능로봇기술개발사업단에서 UPnP기반의로봇미들웨어개발진행 - 실시간운영체제는임베디드 OS로개발되어미들웨어와통합된실시간 OS의개발이이루어질것으로예상 ( 환경및상황인식기술 ) 환경모델링기술은각감지모달리티로부터들어오는신호로부터물체를판별하고인식하는기술이개발중임. 이기술은차후주변의환경과상황을인식할수있는기술로확장되어나갈것이며, 로봇이움직이는상황에서다중물체를추적할수있는기술로개발될것임 - 물체인식기술단계에서부터물체정보및환경정보데이터베이스의접근방법과구조를표준화하여재사용성과호환성을확립하는것필요 ( 로봇소프트웨어아키텍처및라이브러리 ) 국내지능형로봇표준포럼및 TTA에서각로봇의모듈에대한인터페이스단체규격수립 (URC 장치추상화를위한공통로봇인터페이스프레임워크 ) - 로봇아키텍처 / 라이브러리는 OMG를중심으로고수준의장치추상화와컴포넌트의표준화가이루어지고있음 (2) 기술환경분석 인간-로봇인터페이스분야 사용자인터페이스기술 - 현재인간과로봇간의단일모달리티상호작용기술로부터점차비전, 음성, 촉각, 매개등인간의다양한의사전달매체를지원할수있는멀티모달상호작용기법과상호작용채널을통해들어오는정보를통합하는멀티모달통합기술의개발이진행될것으로전망 - 멀티모달통합기술은인지기술, 감정상호작용기술들의개발과함께발전해나갈것임 얼굴 / 표정인식및학습기술 - 사용자의얼굴을인식하여, 표정을파악하거나신원을파악하는기술의개발임 79

전략품목현황분석 - 얼굴에대한데이터베이스화기술과 API를표준화하여데이터베이스에구축에부담을줄이고개발효율성을증대 감시로봇, 안내로봇등에서음성인식기술이개발과더불어음성내에포함된화자의신원정보를파악하여이용하는화자인식기술이개발중 - 로봇이인간사용자와친밀한관계를지속하여사회-정서적으로상호작용을유지할수있는지에대한연구및효과적인상호작용설계기술이활발하게진행될것으로예상 환경및네트워크기술 디지털홈네트워크연동기술 - 가정의디지털홈기기를제어하고가정을감시하는기능을가진로봇개발중 - 현재디지털홈네트워크기술의개발이활발히진행중이나개발그룹에따라서로다른미들웨어사용으로호환성이없음 - 디지털홈네트워크에접근하고연동하는프로토콜기술개발과디지털홈네트워크프로토콜의표준화가서로연동되어개발되는중 - 디지털홈네트워크에서의로봇의위상의정립과역할및권한에대한합의와연동프로토콜의개발필요 로봇네트워크통신프로토콜기술 - 유비쿼터스환경에서로봇 / 서버간의통신프로토콜이개발됨 [ 네트워크연계가정용로봇기술 ] 80 80

가정용로봇및콘텐츠 성능평가및안전성기술 기능및성능평가기술 - 로봇의시각, 음성, 촉각구동기등각모듈들이개발됨에따라이들에대한신뢰성을확보하기위해모듈의성능을평가하는방법에대한표준화작업이이루어져야함 - 각모듈 / 기능에대한성능평가기술이확립되면이들에대한표준평가시스템및플랫폼이개발되리라전망이며, 로봇시장이커짐에따라생산된제품의성능을평가하는방법개발이이루어질것임 신뢰성 / 안전성확보및평가기술 - 중소기업을중심으로청소로봇의개발및보급이확산되고있음 - 인간기능생활지원지능로봇기술개발사업단에서노약자 / 재활치료필요자의감각및자세균형기능증진등을도와주는재활로봇의연구개발이활발히진행중임 - 로봇의인간에대한안전성의보장이절실히요구되고있으나아직지능형서비스로봇의안전성에관한국제 / 국내표준이전무한실정 - 현재 ISO/TC184에서산업용로봇의안전성에대한표준을넓은범위로개정중에있음 - 국제 / 국내적으로로봇의안전성에대한표준이가장이루어져야하며, 안전기준의수립후, 안전성평가에대한표준, 로봇의신뢰성평가에대한기준작업이이루어질것임 81

전략품목현황분석 나. 주요기업동향 2018년세계가전전시회 (CES) 에단순한가사보조역할에대화와공감능력을추가해인간과의교감및정서적유대를형성하는가정용로봇대거출시 블루프로그는가정용로봇 버디 를업그레이드해인간과대화하거나집안을모니터링하거나, 음악재생및동영상상영등이가능하도록함 핸슨로보틱스는휴머노이드로봇 소피아 를업그레이드해서가사노동과사람과의대화뿐만아니라대중을향한연설까지가능 애올로스로보틱스는물건을움직이고청소하는등의가사노동을할수있으며, 인간과의대화와질의응답, 보안로봇역할가능 소니는주인의성격이나집안환경에따라고유의성격을갖는 AI 강아지 아이보 를발표했으며, 로봇과 AI에이미지센서기술을조합해풍부한감정표현을실현 유진로봇은자율주행물류로봇 고카트미니, 청소로봇 아이클레보 를소개했으며, 각각물류운반과최신청소기능에특화되어있음 퓨처로봇은통역로봇 퓨로디 와주문, 결재등이가능한 AI 로봇 퓨로데스크 발표 Microsoft는 Project Oxford를통해영상기반의사용자감정을인식하는소프트웨어를개발중이며, 이는인종과국가에관계없이인식이가능하고자율학습기능을포함하고있어, 사용자가늘어날수록누적되는데이터를이용해재학습을시도하며그결과신뢰도증가로이어짐 코타나 는 Bing을기반으로하는개인비서인공지능서비스로사용자의관심사를자동또는수동으로인식가능하며, 자체적인학습능력을가지고있어개인에게최적화된서비스제공이가능 미시건대는사람이공존환경에서동작하는로봇을위한동작계획방법으로, 로봇에대한 동작계획단계에서보행자들과의긴밀한관계중에서하나를선택하는방법을제안 Cornell 은사용자가이후취할가능성이큰상태들을예측한뒤그에맞게로봇의알맞은 반응을사용자보다앞서계획하는알고리즘을개발 Softbank 는사용자의감정을인식하고사용자와상호작용이가능한가정용로봇페퍼를 개발하여판매중이며, 사용자의실제감정과표면적감정을구분가능한것이특징 시장점유율이큰청소로봇에대한경쟁환경분석 세계에서가장큰로봇청소기업체 : irobot - 현재글로벌로봇청소기시장에서약 70% 의높은점유율을보이고있는 irobot 은스마트홈 통합과함께클라우드기반스마트폰앱으로서비스를제공하며, 소비자들의편의성과높은 흡입력으로로봇청소기의단점을보완함 82 82

가정용로봇및콘텐츠 - 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 - 백화점, 대형유통업체매장판매뿐만아니라온라인, 홈쇼핑등을통해제품을판매해다양한유통채널을확보하는것이필요할것으로전망됨 향후청소기시장에서로봇청소기제품인기지속전망 - 최신기술을탑재한다양한로봇청소기제품이꾸준히출시되면서기존의단점으로뽑히던흡입력, 충전주기, 청소력에대한보완이이루어지고, 소비자들의좋은반응이이어질것으로전망됨 - 부담스러운가격대로구매를고민하던소비자들을위해부담없이구매할수있는 100달러, 200달러로봇청소기제품군이증가하면서향후로봇청소기를사용하는소비자들이더욱증가할것으로보임 83

전략품목현황분석 [ 제품분류별주요기업 ] 구분 경쟁환경 기술분류로봇부품및부분품로봇제품로봇서비스 주요품목및기술 각종센서, 카메라모듈, 영상처리모듈, 음성처리모듈, 모터제어기, 모터 / 액추에이터, 배터리, 메커니즘모듈, 주행모듈, 머니퓰레이터모듈, 조작모듈, 로봇용소프트웨어 청소서비스로봇, 생활지원로봇, 홈케어로봇 네트워크연동서비스, 영상 / 음성처리서비스, 홈모니터링서비스, 원격제어서비스, IoT 연동서비스, 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, 얄리한국 LPS 휴앤텍, 엠씨넥스, 마이크로인피니티, 로보큐브테크, 피플앤드테크놀러지 SKC, LG 화학, 코캄배터리, 이레텍 삼성전자, LG 전자, 유진로봇, 파인로보틱스, 알에프, 에브리봇, 아이로, 바램시스템, 한국설제, 한컴로보틱스 SK 텔레콤 /SK 브로드밴드, LG U+, KT, 네이버랩스, 바램시스템 국내중소기업사례 레드원테크놀러지는로봇센서, 모터, 기구학, 자율주행등의종합적인교육 / 연구활동에적합한실내용이동로봇플랫폼보유. 얼굴인식이가능한클라우드기반의에이전트로봇개발 로보티즈는유아부터성인전문가까지모든세대에대응하는각각의로봇제품을제작판매중이며자체개발한로봇플랫폼 ( 다이나믹셀 ) 제공 바램시스템은세계최초홈 CCTV 로봇인앱봇링크, 앱봇링크의 2세대인앱봇라일리등으로 2016년에만 1만대, 100만달러수출달성 유진로봇은청소용로봇, 교육용로봇, 연구용로봇, 재난구조로봇등다양한로봇들을제조판매하고있으며한국로봇산업진흥원의지능형로봇품질인증획득 파인로보틱스는세계최초로복합형청소기 ' 센스봇 ' 을출시하여국내는물론전세계에수출을하게됨. 최근두바이정보통신박람회 (GITEX) 2017에참가해센스봇을비롯한독자기술력제품을소개 84 84

가정용로봇및콘텐츠 다. 특허동향 가정용로봇및콘텐츠기술분야특허상주요기술 주요기술 일반가정내에서인간과함께생활하며지능형가전역할또는가사활동을보조하는미래지능형 로봇 관련 기술로 시장에 가장 많이 보급되어 있는 청소서비스로봇과 정리정돈, 설거지 등의 서비스를 제공하는 생활지원로봇과 홈모니터링, 공기청정, 공기조절 등의 서비스를 제공하는 홈케어로봇으로 구분되며 타분야 로봇보다 사용자와의 원활한 상호작용을 필요로 하며, 일반가정환경에서 작동하는 만큼, 환경인식, 위치 인식 등 불확실성을 다루는 인공지능 기술이 요구되며, 인간과 로봇을 연결하는 네트워킹 기술, 외부신호를 인식하는 음성인식 / 합성, 영상인식 / 합성등이이에해당됨요소기술 코드 설명 가정용실내이동플랫폼 기술 카메라및센서기반환경 맵구성기술 다중센서기반위치인식기 술 장애물을고려한경로계획 및자율주행기술 가정용로봇용콘텐츠서비 스기술 가정용로봇용안전매니퓰 레이터기술 로봇안전기술 사물, 사람, 환경인식기술 네트워킹및어플리케이션기술 A B C D E F G H I 가정및실내환경주행을위해저소음구동이가 능하고, 전방향이동이가능한이동플랫폼기술 카메라및다중센서기반사물, 환경인식을통 한환경맵구성또는업데이트기술 다중센서로부터얻은데이터를기반으로자기위 치를인식하는기술 가정내복잡한환경에서의다양한장애물인식및 회피를포함한경로계획수립후목표지점으로 자율이동하는기술 가전제품관리, 가사작업관리, 지능형정보콘텐 츠, 교육콘텐츠등의서비스기술 요리, 설거지, 노약자지원등가사작업을보조 할수있는로봇팔플랫폼기술 가정내의협소하고복잡한환경에서, 인간과공 존할수있도록하는로봇, 환경간로봇, 사람간안전성확보기술 카메라및센서를이용하여사람, 사물, 환경을 인식하고, 각개체의상태를파악하는기술 로봇의이동성을이용해사용자와로봇간의상호작용을통한정보수집, 로봇과사용자의상호작용능력요소를기초로제어하는기술 세부분야별특허동향 주요기술별출원인국적별특허동향 가정용로봇및콘텐츠기술의요소기술별주요출원인국적별특허정보데이터입수하였으며, 최근 10 년간의특허데이터를비교분석함 85

전략품목현황분석 요소기술 한국 미국 일본 유럽 계 가정용실내이동플랫폼기술 55 93 57 11 216 카메라및센서기반환경맵구성기술 208 189 43 21 461 다중센서기반위치인식기술 495 1020 635 242 2392 장애물을고려한경로계획및자율주행기술 224 172 51 26 473 가정용로봇용콘텐츠서비스기술 58 75 24 22 179 가정용로봇용안전매니퓰레이터기술 14 17 15 3 49 로봇안전기술 26 88 99 54 267 사물, 사람, 환경인식기술 26 88 99 54 267 네트워킹및어플리케이션기술 663 273 92 43 1071 합계 1,769 2,015 1,115 476 5,375 요소기술별출원인특허동향에서미국국적의출원인이가장활발한연구개발을하고있으며, 그다음으로는한국, 일본, 유럽국적의출원인순으로나타남 가정용실내이동플랫폼기술은미국국적의출원인이가장많은비중을차지하고있고, 그다음으로는일본, 한국, 유럽국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 다중센서기반위치인식기술은미국국적의출원인이가장많은비중을차지하고있으며, 그다음으로는일본, 한국, 유럽국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 장애물을고려한경로계획및자율주행기술은한국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는미국, 일본, 유럽국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 가정용로봇용콘텐츠서비스기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는한국, 일본, 유럽국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 가정용로봇용안전매니퓰레이터기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는일본, 한국, 유럽국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 로봇안전기술은일본국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는미국, 유럽, 한국국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 사물, 사람, 환경인식기술은일본국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는미국, 유럽, 한국국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 네트워킹및어플리케이션기술은한국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는미국, 일본, 유럽국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 86 86

가정용로봇및콘텐츠 관점을국내 외출원인으로바꾸어보면한국국적의출원인은외국국적의출원인에비해네트워킹및어플리케이션기술 (I) 분야의출원비중이상대적으로높게나타나고있음 반면, 한국국적의출원인은외국국적의출원인에비해다중센서기반위치인식기술 (C) 분야에특허출원비중이상대적으로낮은것으로나타남 한국국적출원인의특허출원량은 2009 년이후굴곡이있지만, 특별한변동없이꾸준히출원되는 경향을나타냄 해외국가의특허출원량도한국과유사하게 2009 년이후특별한변동없이꾸준히출원되는 경향을나타냄 * 2017~2018 년은미공개출원이존재하여출원수가적게보이는구간으로, 시계열동향을파악할때이점을유의해야함 87

전략품목현황분석 88 88

가정용로봇및콘텐츠 주요기술별출원인동향 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 가정용실내이동플랫 폼기술 irobot Corporation 엘지전자주식회사 Yehuda Binder 대기업중심 엘지전자, 네이버주식회사등 카메라및센서기반환 경맵구성기술 다중센서기반위치인 식기술 장애물을고려한경로계 획및자율주행기술 가정용로봇용콘텐츠 서비스기술 가정용로봇용안전매 니퓰레이터기술 로봇안전기술 사물, 사람, 환경인식 기술 네트워킹및어플리케이션기술 엘지전자주식회사 irobot Corporation 삼성전자주식회사 엘지전자주식회사 Seiko Epson Corporation FANUC CORPORATION 엘지전자주식회사 삼성전자주식회사 irobot Corporation 혼다기연공업 주식회사로보로보 Brain Corporation MBL LIMITED 라이프로보틱스주식회사 엘지전자주식회사 파낙스주식회사 가와사키공업주식회사 엘지전자주식회사 파낙스주식회사 가와사키공업주식회사 엘지전자주식회사 엘지전자주식회사 삼성전자주식회사 한국전자통신연구원 대기업중심 엘지전자, 삼성전자, 유진로봇등 대기업중심 엘지전자, 삼성전자, 유진로봇등 대기업중심 엘지전자, 삼성전자등 중소기업중심 이광재, 주식회사로보로보등 대기업중심으로출원량이적음 엘지전자등 대기업중심 엘지전자, 삼성전자등 대기업중심 엘지전자, 삼성전자등 대기업중심 엘지전자, 삼성전자등 : 1000 건이상, : 500 1000 건, : 200 500 건, : 100 200 건, : 100 건미만 가정용실내이동플랫폼기술분야주요출원인동향 가정용실내이동플랫폼기술분야는 irobot Corporation 가가장많은출원량을보이고있고, 국내의경우, 엘지전자, 네이버주식회사등의대기업중심으로출원하고있음 카메라및센서기반환경맵구성기술분야주요출원인동향 카메라및센서기반환경맵구성기술분야는엘지전자가전체적으로가장많은출원량을보이고 있고, 국내의경우, 엘지전자, 삼성전자, 유진로봇의순으로많은특허를출원하고있음 89

전략품목현황분석 다중센서기반위치인식기술분야주요출원인동향 다중센서기반위치인식기술분야는엘지전자가전체적으로가장많은출원량을보이고있고, 국내의경우, 엘지전자, 삼성전자, 유진로봇의순으로많은특허를출원하고있음 장애물을고려한경로계획및자율주행기술분야주요출원인동향 장애물을고려한경로계획및자율주행기술분야는엘지전자가전체적으로가장많은출원량을 보이고있고, 국내의경우, 엘지전자, 삼성전자의순으로많은특허를출원하고있음 가정용로봇용콘텐츠서비스기술분야주요출원인동향 가정용로봇용콘텐츠서비스기술분야는혼다기연공업이전체적으로가장많은출원량을보이고 있고, 국내에서는주식회사로보로보등의중소기업및개인출원인의출원이두드러짐 가정용로봇용안전매니퓰레이터기술분야주요출원인동향 가정용로봇용안전매니퓰레이터기술분야는 MBL LIMITED 가가장많은츨허를출원하고있으며, 국내에서는엘지전자등의대기업의출원이두드러짐 로봇안전기술분야주요출원인동향 로봇안전기술분야는파낙스주식회사가가장많은츨허를출원하고있으며, 국내에서는 엘지전자, 삼성전자등의대기업의출원이두드러짐 사물, 사람, 환경인식기술분야주요출원인동향 사물, 사람, 환경인식기술분야는파낙스주식회사가가장많은츨허를출원하고있으며, 국내에서는엘지전자, 삼성전자등의대기업의출원이두드러짐 네트워킹및어플리케이션기술분야주요출원인동향 네트워킹및어플리케이션기술분야는엘지전자주식회사가가장많은츨허를출원하고있으며, 국내에서는엘지전자, 삼성전자등의대기업의출원이두드러짐 90 90

가정용로봇및콘텐츠 국가별특허활동지수 (AI) 비교 특허활동지수 (Activity Index) 는상대적집중도를살펴보기위한지표로서, 그값이 1 보다큰 경우에는상대적특허활동이활발함을나타냄 한국은로봇안전기술, 사물, 사람, 환경인식기술분야에서는특허활동이부진하나, 네트워킹및어플리케이션기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 미국은로봇안전기술, 사물, 사람, 환경인식기술분야에서는특허활동이부진하나, 카메라 및센서기반환경맵구성기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 일본은네트워킹및어플리케이션기술분야에서는특허활동이부진하나, 로봇안전기술, 사물, 사람, 환경인식기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 유럽은네트워킹및어플리케이션기술분야에서는특허활동이부진하나, 로봇안전기술, 사물, 사람, 환경인식기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 91

전략품목현황분석 질적수준을고려한각국의시장력분석 시장력이전체평균 1.75를상회하는국가로는러시아, 터키, 멕시코, 덴마크등이있으나, 이는적은출원량에의한상대적인지수의상승효과로큰의미를부여할수없다고생각되며, 질적인수준이높은특허보유국은브라질, 벨기에, 미국등이지만, 브라질벨기에의경우, 적은출원량에의한상대적인지수의상승효과에의한것으로, 실질적으로질적인수준이높은특허보유국은미국이라고할수있음 한국은시장력및특허의질적인수준모두평균을하회하는낮은경향을보임 일본역시시장력및특허의질적인수준모두평균을하회하는낮은경향을보임 미국은주요출원인을한정하여보았을때, 상대적으로높은시장력및질적인수준을보이고있음 국가 특허수 PFS (Σ 패밀리수 /Σ 특허수 ) CPP (Σ 피인용수 /Σ 특허수 ) KR 1768 1.237557 0.705882 JP 1479 1.278567 0.713615 US 1116 1.592294 3.833882 DE 236 1.694915 0.850746 CN 169 1.556213 0.536232 FR 90 1.666667 0.08 전체평균 119.4 1.75 1.16 가정용로봇및콘텐츠기술분야의주요경쟁기술및공백기술 가정용로봇및콘텐츠기술분야의주요경쟁기술은다중센서기반위치인식기술및 장애물을고려한경로계획및자율주행기술로나타남 가정용로봇및콘텐츠기술분야에서다중센서기반위치인식기술이가장경쟁이치열한 분야이고, 가정용로봇용안전매니퓰레이터기술분야는아직까지상대적으로출원이활발하지 않은공백기술분야로나타남 92 92

가정용로봇및콘텐츠 요소기술가정용실내이동플랫폼기술카메라및센서기반환경맵구성기술다중센서기반위치인식기술장애물을고려한경로계획및자율주행기술가정용로봇용콘텐츠서비스기술가정용로봇용안전매니퓰레이터기술로봇안전기술사물, 사람, 환경인식기술네트워킹및어플리케이션기술 기술집중도 : 1000 건이상, : 500 1000 건, : 200 500 건, : 100 200 건, : 100 건미만 최신국내특허기술동향 요소기술 가정용실내이동플랫폼기술 카메라및센서기반환경맵구성기술 최근핵심기술동향 이동로봇의설계및구성관련기술 영상으로획득된장애물의속성을인식하는기술 지자기센서를기반으로이동체의위치를인식하는기술 다중센서기반위치인식기술장애물을고려한경로계획및자율주행기술가정용로봇용콘텐츠서비스기술가정용로봇용안전매니퓰레이터기술로봇안전기술사물, 사람, 환경인식기술네트워킹및어플리케이션기술 엔코더와관성센서등의센서를융합하여로봇의정확한현재위치를 식별하기위한기술 장애물을인식하여맵핑하는기술 장애물을고려한최적경로생성기술 코딩등의소프트웨어를교육과관련된로봇시스템 요리, 설겆이, 빨래개기등에응용될수있는안전성이확보된다기능 매니퓰레이터기술 인간의운동을감지, 충돌이나충격을예상하여회피하는기술 사물, 사람, 환경을인식할수있는속성을부여, 속성에따라이를 구분하는기술 시각 / 청각을종합적으로이용하여인간과폭넓은네트워킹을할수있는 커뮤니케이터기술 국내특허동향을살펴보면대기업을중심으로, 전반적인기술개발이이루어지고있으며, 가정용로봇용콘텐츠서비스등일부기술에서만중소기업및개인출원인의기술개발이 이루어지고있음 93

전략품목현황분석 가정용실내이동플랫폼기술에서는이동로봇의설계및구성관련기술이대기업을중심으로연구개발되고있음 카메라및센서기반환경맵구성기술분야는영상으로획득된장애물의속성을인식하는기술등이대기업을중심으로연구개발되고있음 모션캡쳐기술에서는모션데이터에가중치를부여함으로서동작을정확하게감지하는기술등이대기업및공공연구기관에서연구개발되고있음 다중센서기반위치인식기술분야는지자기센서를이용하거나, 엔코더와관성센서등의센서를융합하여로봇의정확한현재위치를식별하기위한기술등이대기업을중심으로연구개발되고있음 장애물을고려한경로계획및자율주행기술에서는장애물을인식하여맵핑하는기술및장애물을고려한최적경로생성기술등이대기업을중심으로연구개발되고있음 가정용로봇용콘텐츠서비스기술에서는코딩등의교육과관련된로봇시스템관련기술이중소기업및개인출원인을중심으로연구개발되고있음 가정용로봇용안전매니퓰레이터기술에서는요리, 설겆이, 빨래개기등에응용될수있는안전성이확보된다기능매니퓰레이터기술이대기업을중심으로연구개발되고있음 로봇안전기술에서는인간의운동을감지, 충돌이나충격을예상하여회피하는기술이대기업을중심으로연구개발되고있음 사물, 사람, 환경인식기술에서는사물, 사람, 환경을인식할수있는속성을부여, 속성에따라이를구분하는기술이대기업을중심으로연구개발되고있음 네트워킹및어플리케이션기술에서는시각 / 청각을종합적으로이용하여인간과폭넓은네트워킹을할수있는커뮤니케이터기술이대기업을중심으로연구개발되고있음 중소기업특허전략수립방향및시사점 가정용로봇및콘텐츠기술분야의공백기술분야는가정용로봇용안전매니퓰레이터 기술이고중소기업의시장진입상대적으로수월한분야는가정용로봇용콘텐츠서비스 기술로나타남 가정용로봇및콘텐츠기술분야산업은사용자와의원활한상호작용을필요로하며, 비구조화된일반가정환경에서작동하는만큼환경인식, 위치인식등불확실성을다루는인공지능기술이요구되며, 이를위해기계시각 (machine vision), 위치인식 (self localizaion) 기술들이연구되어있음 또한, 로봇의지능성과인식성을높이는대신, 가정환경을홈네트워크화, 지능화, 자동화하는스마트홈환경으로만들고, 가정용로봇과홈네트워크를연동시키는네트워크연동기술에대한연구도필요함 향후중소기업은대기업들의경쟁이치열한가정용실내이동플랫폼기술혹은네트워킹및어플리케이션기술보다는시장진입이상대적으로용이한가정용로봇용안전매니퓰레이터기술및가정용로봇용콘텐츠서비스기술에집중하여연구개발하고, 공공연구기관과의협력을통하여기술매입이나라이센싱등을실시하면서부족한연구개발능력을보완하는것이바람직할것으로사료됨 94 94

가정용로봇및콘텐츠 4. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 연구개발기관 가정용로봇분야주요연구개발기관 전자부품연구원정보통신미디어연구본부 ( 본부장이규복 ) - 모빌리티플랫폼연구센터 : 무인이동체센싱신호처리 IP 기술, 무인이동체보안기술, 무인이동체제어플랫폼및서비스기술, 무인이동체지능정보플랫폼기술 한국로봇융합연구원 ( 원장박철휴 ) - 특수목적서비스로봇핵심요소기술, 로보틱우대장치기술개발 - 유리창청소로봇개발 파인로보틱스 - 10년이상로봇청소기를개발해판매중이며, 내년로봇공기청정기가판매예정 - 습 건식청소로봇, 하이브리드청소로봇, 로봇공기청정기등다양한로봇개발경험이있으며, 로봇주행및매니플레이션에대한메커니즘설계기술, 로봇용임베디드환경에최적화된디지털회로설계기술등지능형로봇제품개발역량보유 유진로봇 - iclebo 시리즈의청소로봇을개발하여판매중이며 NST 주행알고리즘을향상시키는등성능을향상시키고, 청소능력이 110배강화된프리미엄청소로봇아이클레보오메가를비롯해디즈니 (Disney) 와콜라보레이션제품인마블아이언맨등으로국내청소로봇시장을리드하는중 - 올해산업통상자원부로부터 우수기술연구센터 (ATC) 로신규지정됨 알에프 - 국제전자제품박람회 (CES) 2017에서유리창청소로봇인 윈도우메이트 를출품하여 CES 혁신상 을수상 - 윈도우메이트는강력한네오디뮴자석을이용해창문에부착하는로봇으로강한외부충격에도추락하지않도록설계되었으며, 배터리잔량부족등작동이어려운환경에서는최초부착위치로돌아오는인공지능을탑재하고있음 - 알에프는일본유통업체인 SODC와 429만달러규모의현지수출계약을체결하고이를시작으로유럽유리창청소로봇시장에진출할계획 에브리봇 - 생활로봇전문엔지니어가연구개발하며물걸레청소에최적화된청소메커니즘및주행알고리즘이적용된물걸레전용로봇청소기, 진공흡입과물걸레청소기능및내비게이션기능이탑재된하이브리드로봇청소기, IoT/IoE 기반혁신적홈서비스로봇을개발 - 비전센서를장착하여로봇의정확한위치인식및자율주행이가능한스마트비전매핑기술, 단일 Wide-range&Long-distance Laser를사용하여장애물의위치및거리를카메라로인식하는광폭센싱기술등로봇청소기에최적화된특화기술을보유 95

전략품목현황분석 연구개발자원 국가연구개발지원사업 산업통상자원부 - 에너지 자원기술개발사업 - 전략핵심소재기술개발사업 - 신재생에너지기술개발사업 - 산업융합원천기술개발사업 - 로봇미래전략 (2013~2022) - 산업엔진프로젝트 (19대미래성장동력 ) - 사업화연계기술개발사업 ( 민간투자연계형등 ) 보건복지부 - 국립재활원 보훈병원등에재활로봇보급 - 국공립병원에국산수술로봇선도제품시범적용 로봇산업정책협의회 - 창의적 도전적로봇연구촉진을위한풀뿌리지원프로그램 한국로봇산업진흥원 - 로봇산업클러스터 : 센터와장비를구축하고, 기술사업화촉진및로봇창업맞춤형지원과상용화기술개발지원을통해의료, 사회안전, 제조분야의로봇산업육성을목표로함 - 로봇활용중소제조공정혁신지원사업 : 로봇을활용한중소제조공정혁신으로국내중소제조업의생산성향상, 고부가가치화등제조경쟁력강화와국내로봇기업경쟁력제고및로봇산업규모확대를지원하는사업으로수요기업당국비최대 3~10억원지원 ( 총사업비 50% 이내 ) 및민간부담금국비 50% 이상현금매칭으로경제적지원 - 시장창출형로봇보급사업 : 보건복지부와국립재활원이참여하는의료재활로봇보급사업, 산업통상자원부와부천산업진흥재단이참여하는시장창출형로봇부품보급사업등의공공수요형사업과아이디어발굴형사업을진행 중소기업대상시설및장비지원 중소기업전용연구시설 (Rental Lab) ( 한국생산기술연구원 ) - 공동연구수행및장비를효율적으로이용하고자하는중소 중견기업에게연구공간을제공하고, 연구원인프라 ( 인력, 장비등 ) 를활용한근접지원을통해기업의생산성및경쟁력을높이고있음 실용화중심의로봇중소기업부설연구소 ( 한국로봇융합연구원 ) - 국내로봇기업의경쟁력강화를위해공동연구개발 기술자문 장비이용등맞춤형기업지원서비스제공 - 지능형로봇개발및제품상용화촉진사업 / 로봇융합비즈니스사업 / 경북특화산업로봇융합사업 / 수요발굴지원단 / 중소기업융 복합기술개발사업 96 96

가정용로봇및콘텐츠 연구장비공동활용지원사업 ( 중소벤처기업부, 한국로봇산업진흥원 ) - 주관기관이보유한연구시설과장비, 소프트웨어를중소기업이공동활용하도록지원 - 연구개발과설계및디자인, 시제품제작, 성능평가, 양산및마케팅에이르는원스톱지원 국가연구시설장비진흥센터 ( 과학기술정보통신부 ) - 장비활용종합포털사이트 ZEUS를통해국가연구시설 장비의활용극대화를위해필요한정보를체계화하고모두가편리하게이용할수있도록최상의서비스를제공 산업기술개발장비공동이용시스템 e-tube ( 산업통상자원부, 한국산업기술평가관리원, 한국산업기술진흥원, 한국에너지기술평가원 ) - e-tube를통해산업기술 R&D에필요한연구장비를보다쉽고, 빠르고, 편리하게이용할수있도록적극지원 97

전략품목현황분석 나. 연구개발인력 가정용로봇및콘텐츠분야는전자부품연구원, 한국로봇융합연구원, 한국기계연구원, 한국과학기술연구원에서주로연구개발을진행하고있음 정부는개방형로봇산업생태계조성을위해인력양성측면에서多기술영역업무수행및 다양한산업분야에서로봇융합을통한신규비즈니스창출이가능한중소기업실무형 로봇전문인력양성추진 [ 가정용로봇및콘텐츠분야주요연구조직현황 ] 기관전자부품연구원한국로봇융합연구원한국기계연구원한국과학기술연구원충북대학교동의대학교숭실대학교숭실대학교서강대학교세종대학교부산대학교고려대학교 98 98

가정용로봇및콘텐츠 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 가정용로봇밍콘텐츠분야의요소기술은크게음성인식 / 합성기술, 영상인식 / 감정기술, 네트워킹기술, 위치인식및자율주행기술, 환경신호기반의상황인지및판단기술, 장애물파악및회피기술의총여섯개의분류로구분됨 기술이전이가능한기관은한국과학기술원, 한국기계연구원, ( 재 ) 대구경북과학기술원, 충북대학교, 숭실대학교, 서강대학교, 세종대학교, 부산대학교, 고려대학교가있음 [ 가정용로봇및콘텐츠요소기술연구조직 ] 분류요소기술기관 음성인식 / 합성기술 초저전력유연압전기반음성인식센서 관심음원제거방법및그에따른음성인식방법 한국과학기술원 서강대학교 영상인식 / 감정기술 네트워킹기술 영상인식 기반 인터페이스를 사용하는 콘텐츠 제작 방법 및 시스템 스마트기기가장착된로봇제어시스템및그방법 세종대학교 숭실대학교 위치인식및자율주행기술 레이저스캐너를이용한이동로봇의실내주행시스템및방법 하이드로스테틱서보액추에이터 충북대학교 한국기계연구원 환경신호기반의상황인지및판단기술 홈네트워크서비스제어를위한상황인지서비스제공시스템및방법 부산대학교 장애물파악및회피기술 모바일로봇의장애물회피퍼지제어기 이동로봇의장애물회피시스템 ( 재 ) 대구경북과학기술원 고려대학교 99

전략품목현황분석 (2) 이전기술에대한세부내용 분류 기술명 세부내용 관심음원제거방법및그에따른음성인식방법 기술이전목적및필요성 기존기술에따른관심음원분리알고리즘을통해출력신호의역엔트로피를최대화하여효과적으로관심음원을추정할수있으나, 이를위해서는이론적으로혼합된음원의개수만큼마이크입력이존재해야만함 실제환경에서혼합된음원의개수만큼마이크를준비하는것은불가능할뿐만아니라준비한다고해도추정할파라미터가너무많아지는문제가있었음 기술활용방안및기대성과 해당기술은다수개의음원으로부터의음향신호가혼합되는환경에설치된두개의마이크를통해제공되는혼합신호에서관심음원을제거하는것을통해혼합된잡음신호를추정할수있는관심음원제거방법을제공하는것을그목적으로함 또한해당기술의다른목적은다수개의음원으로부터의음향신호가혼합되는환경에설치된두개의마이크를통해제공되는혼합신호에서관심음원을제거하는것을통해혼합된잡음신호를추정하고, 이를마이크를통해제공되는혼합신호와비교하여혼합신호에서잡음신호가지배적인영역을구분한후이영역에대해손실특징복원기술을적용하여특징값을복원한음성인식방법을제공하는것임 상기한목적을달성하기위한해당기술에따르는해당기술에따르는관심음원제거방법은, 두개의마이크각각으로부터의입력혼합신호를제공받아단구간푸리에변환하여시간-주파수영역으로변환하는단계 ; 상기시간-주파수영역의입력혼합신호들로부터관심음원을제거하기위한관심음원제거벡터를설정하는단계 ; 상기관심음원제거벡터를이용하여입력혼합신호에서관심음원을제거하여혼합된잡음신호를생성하는단계를구비함을특징으로함 해당기술은다수개의음원으로부터의음향신호가혼합되는환경에설치된두개의마이크를통해제공되는혼합신호에서관심음원을제거하는것을통해혼합된잡음신호를효과적으로추정할수있음 세부문의 기술관련 계약관련 서강대학교산학협력단 100 100

가정용로봇및콘텐츠 분류 기술명 세부내용 영상인식기반인터페이스를사용하는콘텐츠제작방법및시스템 기술이전목적및필요성 마커의영상인식기술을이용한콘텐츠제작인터페이스로간단하고빠르게 장면을구성하는것이가능하며, 의미기반의마커와제스처를이용한직관적인 제작방법으로누구나쉽게콘텐츠를제작할수있는편의성을제공 기술활용방안및기대성과 해당기술에따른영상인식기반인터페이스를사용하는콘텐츠제작방법은, 인터페이스부에배치된인공마커및보조마커를인식하는단계, 인공마커에대응되는오브젝트를화면에표시하는단계, 그리고보조마커에대응하여오브젝트의형태또는동작을변경하여상기화면에표시하는단계를포함함 이와같이해당기술에의하면, 영상인식기술을이용하는인터페이스로콘텐츠제작이이루어지기때문에구상한콘텐츠장면을간단하고빠르게생성및수정할수있으며, 의미기반의마커를사용하기때문에직관적으로오브젝트를생성할수있음 또한마커의조합과움직임을이용하는직관적인명령어로콘텐츠의다양한설정이가능하여연령대에상관없이일반사용자가쉽게콘텐츠를제작할수있는편의성을제공함 기술관련 세부문의 세종대학교산학협력단 계약관련 101

전략품목현황분석 분류 기술명 세부내용 레이저스캐너를이용한이동로봇의실내주행시스템및방법 기술이전목적및필요성 본발명은이동로봇의실내주행시스템및방법에관한것으로서, 본발명의레이저스캐너를구비하는이동로봇의실내주행시스템에서, 상기레이저스캐너로부터각도에따라주변환경과의거리를측정한측정점데이터를전송받아, 이데이터로부터불연속점과모서리점으로구성된표식점을추출하는표식점추출부, 상기표식점으로부터이동로봇의경로를생성하기위하여, 이동로봇의좌, 우벽면에위치한벽면표식점을추출하는벽면표식점추출부및상기벽면표식점으로부터이동로봇의이동경로를생성하는경로생성부를포함함 레이저스케너를이용한이동로봇제어방법중자연표식을사용하는방법은별다른외부작업이필요하지않기때문에이를이용한많은방법이연구되고있음 기술활용방안및기대성과 자연표식을사용하여복도를주행할때에는복도라는공간의특성상별다른특징이없기때문에로봇을제어하는데어려움을겪게됨. 즉, 자연표식으로서인식할만한점을찾을수없는문제가발생하게됨 자연표식을사용하여이동로봇을자동으로제어하는방법은표식을스스로인식하여로봇을제어해야하므로, 인식할만한표식이없는환경에서는사용하기힘듦 본발명에의하면복도환경에서다른인공표식이나지형물없이불연속점과모서리점을찾아로봇의경로를설정하여자동으로주행하도록함으로써, 인공표식이나다른지형물을설치하는데드는노력과비용을절감할수있는효과가있음 기술관련 세부문의 충북대학교산학협력단 계약관련 102 102

가정용로봇및콘텐츠 분류 기술명 세부내용 홈네트워크서비스제어를위한상황인지서비스제공시스템및방법 기술이전목적및필요성 홈네트워크기기로부터추론데이터서비스요청이수신되거나, 홈네트워크이벤트가발생되면이를기반으로룩-업테이블과대조하여현재상황을추론함으로써홈네트워크환경에속해있는사용자의행동및상황정보의인식및추론을통해사용자의요청없이사용자가처한상황에해당하는홈네트워크서비스를인공지능적으로제공가능할뿐만아니라, 룩-업테이블을통해우선순위및프라이버시를고려하여서비스의충돌을방지하고, 다중사용자에대한서비스제공의문제점을보완하여다양한정적패턴의서비스가필요한공간이나위치인식에따른서비스제공이가능한효과가있음 기술활용방안및기대성과 적어도하나이상의홈네트워크기기와, 홈네트워크내에무작위로분산되어오브젝트의명령, 상태및주변환경이벤트를모니터링하여출력하는다수의센서노드와, 상기홈네트워크기기및다수의센서노드와무선으로연결되어상기홈네트워크기기를제어하고, 상기홈네트워크기기별특성온톨로지 (Ontology) 모델과상황추론규칙에대한정보를등록하고하기의상황인지관리서버에전달하는홈네트워크서버와, 상기홈네트워크서버로부터수신된정보를미리설정된알고리즘 (Algorithm) 을통해추론및해석하여각오브젝트에대한서비스실행및주변환경의특성에따라적응적으로서비스를수행하는상황인지관리서버를포함함을특징으로함 기술관련 세부문의 부산대학교산학협력단 계약관련 103

전략품목현황분석 분류 세부내용 기술명 이동로봇의장애물회피시스템 기술이전목적및필요성 본발명은자율이동로봇의장애물회피시스템에관한것으로서, 상호상이한접촉위치에서접촉이가능한유연접촉감지모듈을이용하여이동로봇의주행속도및 / 또는주행방향에적응적으로장애물과의접촉을감지하여장애물과의충돌을회피할수있음 기술활용방안및기대성과 상기자율이동로봇의주행가능방향에서상호상이한접촉위치에서장애물과의접촉이가능하도록상기자율이동로봇외측으로돌출되어형성되어장애물과의접촉시탄성적으로변형하여장애물을감지하는다수의유연접촉감지모듈과 ; 상기자율이동로봇의제동거리에기초하여장애물과의충돌가능영역을산출하는충돌영역산출부와 ; 상기다수의유연접촉감지모듈중상기접촉위치가상기충돌가능영역으로부터근접하게벗어난유연접촉감지모듈들의감지결과만을장애물과의접촉으로인식하는충돌회피제어부를포함하는것을특징으로함 이에따라, 상호상이한접촉위치에서접촉이가능한유연접촉감지모듈을이용하여이동로봇의주행속도및 / 또는주행방향에적응적으로장애물과의접촉을감지하여장애물과의충돌을회피할수있음 기술관련 세부문의 고려대학교산학협력단 계약관련 104 104

가정용로봇및콘텐츠 5. 기술개발로드맵 가. SWOT 분석 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 인공지능을보유한가정용로봇에대한수요증가 ( 기술 ) 인공지능서비스로봇기술보유 ( 정책 ) 지능형로봇에대한지원정책강화기회 (Opportunity) ( 환경 ) 1인및고령화가구의증가로수요증가 ( 기술 ) 세계수준의가전과융합한고품질제품개발가능 ( 정책 ) 서비스로봇산업에대한지원확대 약점 (Weakness) ( 환경 ) 같은기능이라도대기업제품을우선하는소비문화 ( 기술 ) 글로벌선도형기술부재 ( 정책 ) 가정용로봇의빠른제품사이클에맞춘정책부재위협 (Threat) ( 환경 ) 중국의저가로봇과의경쟁 ( 기술 ) 가전대기업들의특허 ( 정책 ) EU 등경쟁국에서대규모의스타트업기업지원 중소기업의시장대응전략 단순한기능적수행뿐만아니라안정성과신뢰성을동시에확보해시장의요구에대응 가정용로봇기술중상대적으로공백기술인인간 - 로봇연결기술에집중 나. 중소기업핵심요소기술 (1) 핵심요소기술도출절차 특허 / 논문분석을통한요소기술과기술수요와각종문헌을기반으로한요소기술, 전문가추천요소기술을종합하여품목별전문가를통해분류조정한후, 전문가평가과정을거쳐핵심요소기술을선정 - 기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을고려하여평가 요소기술 Pool 구성 요소기술분류조정 핵심요소기술선정평가 핵심요소기술선정 - 특허 / 논문분석 - 기술수요및문헌분석 - 전문가추천 è - 품목별전문가요소기술분류조정 재정의 è - 산학연전문가검토 - 평가항목별요소기술선정평가 è - 평가결과반영로드맵기획대상핵심요소기술도출 105

전략품목현황분석 (2) 요소기술 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여 최종요소기술확정 [ 가정용로봇및콘텐츠요소기술도출 ] 분류요소기술출처 외부신호인식및자율주행기술안전기술콘텐츠및네트워크기술 가정용실내이동플랫폼기술카메라및센서기반환경맵구성기술다중센서기반위치인식기술장애물을고려한경로계획및자율주행기술사물, 사람, 환경인식기술가정용로봇용안전매니퓰레이터기술로봇안전기술가정용로봇용콘텐츠서비스기술네트워킹및어플리케이션기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 106 106

가정용로봇및콘텐츠 (3) 핵심요소기술 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 가정용로봇및콘텐츠핵심요소기술 ] 분류요소기술개요 가정용실내이동플랫폼 기술 가정및 실내환경주행을위해저소음구동이가능하고, 전방향 이동이가능한이동플랫폼기술 외부신호인식및자율주행기술 카메라및센서기반환경맵구성기술다중센서기반위치인식기술 카메라및다중센서기반사물, 환경인식을통한환경맵구성또는업데이트기술다중센서로부터얻은데이터를기반으로자기위치를인식하는기술 안전기술콘텐츠및네트워크기술 장애물을고려한경로계획및자율주행기술사물, 사람, 환경인식기술가정용로봇용안전매니퓰레이터기술로봇안전기술가정용로봇용콘텐츠서비스기술네트워킹및어플리케이션기술 가정내복잡한환경에서의다양한장애물인식및회피를포함한경로계획수립후목표지점으로자율이동하는기술카메라및센서를이용하여사람, 사물, 환경을인식하고, 각개체의상태를파악하는기술요리, 설거지, 노약자지원등가사작업을보조할수있는로봇팔플랫폼기술가정내의협소하고복잡한환경에서, 인간과공존할수있도록하는로봇-환경간로봇-사람간안전성확보기술가전제품관리, 가사작업관리, 지능형정보콘텐츠, 교육콘텐츠등의서비스기술로봇의이동성을이용해사용자와로봇간의상호작용을통한정보수집, 로봇과사용자의상호작용능력요소를기초로제어하는기술 107

전략품목현황분석 다. 기술개발전략 (1) 우리의현황 국내가정용로봇및콘텐츠분야의시장규모는 2,663 억원규모로세계시장에비해아직 시장이발달중인상황임 국내시장의성장률은 14.9% 로세계시장성장률 19.1% 대비다소낮은수준의성장세를 보일것으로전망됨 가정용로봇및콘텐츠관련세계최고수준기술보유국은미국이었으며, 국내중소기업기술 수준은세계최고수준의 69.4% 에해당하는것으로평가됨 우리나라의가정용로봇및콘텐츠관련특허출원건수는 1,768 건으로주요국중특허 출원이가장많이이뤄지고있는것으로조사됨 우리나라의가정용로봇및콘텐츠관련특허피인용지수는 0.71 로특허피인용지수가가장 높은미국 3.83 과차이를보여특허의질과경쟁력이매우낮은상태로조사됨 [ 가정용로봇및콘텐츠전략캔버스 (Strategy Canvas) ] 108 108

가정용로봇및콘텐츠 (2) 기술개발로드맵 109

전략품목현황분석 참고 : 핵심요소기술평가결과 요소기술 가정용실내이동플랫폼기술 카메라및센서기반환경맵구성기술 다중센서기반위치인식기술 장애물을고려한경로계획및자율주행기술 기술개발시급성 기술개발파급성 지표별평가결과 단기개발가능성 중소기업적합성 합계 비고 35.0 38.0 36.0 37.0 146.0 선정 36.0 39.0 29.0 34.0 138.0 선정 37.0 39.0 36.0 34.0 146.0 선정 36.0 32.0 31.0 29.0 128.0 선정 사물, 사람, 환경인식기술 31.0 35.0 32.0 32.0 130.0 선정 가정용로봇용안전매니퓰레이터기술 31.0 31.0 34.0 30.0 126.0 선정 로봇안전기술 30.0 37.0 33.0 34.0 134.0 선정 가정용로봇용콘텐츠서비스기술 네트워킹및어플리케이션기술 30.0 34.0 30.0 31.0 125.0 선정 33.0 34.0 30.0 30.0 127.0 선정 110 110

전략품목현황분석 융합적사고교육용 교구재로봇

112

융합적사고교육용교구재로봇 정의및범위 융합적사고교육용교구재로봇이란과학, 기술, 공학, 예술, 수학간의통합 융합적사고가가능하도록하는교육에사용되는로봇 학생들의문제해결력, 협동능력, 논리적사고력, 컴퓨터프로그래밍등의능력을길러주기위한목적으로제작되어교육환경에서피교육자가직접제작혹은조작하는로봇 정부지원정책 로봇산업핵심기술개발사업으로로봇융합제품개발, 로봇원천기술개발, 로봇핵심공통기반기술개발, 인공지능융합로봇시스템기술개발을지원 시스템산업기술개발기반구축사업을통해로봇융합부품고도화기반구축지원 산업전문인력역량강화사업을통해새로운비즈니스창출및다기술영역업무역량중심의중소기업실무형전문인력양성실시 전라북도교육청은 4차산업시대미래인재를키우기위해 14개시군 16개발명교육센터내교육용로봇등을구비하도록지원할방침중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 국내중소기업들이교육용로봇에서성공적인결과를이끌어내고있음 ( 기술 ) 중소기업들의성공적인 R&D에힘입어다양한상품화가가능 ( 정책 ) 지능형로봇에대한지원정책강화기회 (Opportunity) ( 환경 ) 아시아권에서교육용로봇에대한수요증가 ( 기술 ) 머신러닝을적용한제품개발등경쟁사에비해빠른신기술적용가능 ( 정책 ) 서비스로봇산업에대한지원확대 약점 (Weakness) ( 환경 ) 해외인증및수출절차, 교육기자재승인등복잡한과정필요 ( 정책 ) 시장확산을위한제도적장치부족위협 (Threat) ( 기술 ) 증강현실, AI 기술을보유한기업들의시장진출 ( 정책 ) EU 등경쟁국에서대규모의스타트업기업지원 중소기업의시장대응전략 빅데이터, 인공지능, IoT 기술을응용해융합적사고교육에좀더최적화된로봇개발 수요가증가하고있는아시아권을중심으로적극적수출시도

전략품목현황분석 1. 개요 가. 정의및필요성 융합적사고교육용교구재로봇이란과학, 기술, 공학, 예술, 수학간의통합 융합적사고가 가능하도록하는교육에사용되는로봇을의미 융합적사고교육용교구재로봇의범위는학생들의문제해결력, 협동능력, 논리적사고력, 컴퓨터프로그래밍등의능력을길러주기위한목적으로제작되어교육환경에서피교육자가 직접제작혹은조작하는로봇 융합적사고교육은과학기술에대한학생들의흥미와이해를높이고과학기술기반의융합적소양과실생활의문제해결력을배양하는교육 흥미, 동기, 성공의기쁨등을통해새로운문제에도전하고자하는열정이생기게하는감성적체험 학생이문제해결필요성을구체적으로느낄수있는상황을제시하고스스로문제해결방법을찾아가는창의적설계단계를거쳐문제를해결하는성공의경험을통해새로운문제에대한도전을가능하도록함 로봇활용교육은학습목표달성을위하여로봇제작보다로봇을활용하여관련내용을체험하는도구로써사용 로봇에대한학습뿐만아니라, 로봇을도구적매개로사용하여일상생활의다양하고복잡한문제들을해결하는능력을기를수있음ㅁ [ 로보로보의로봇을이용한코딩교육프로세스 ( 로보로보, 2019) ] 114 114

융합적사고교육용교구재로봇 나. 범위및분류 (1) 제품분류관점 제조방식에따라조립형로봇과완성형로봇으로구분 조립형로봇은센서및외형을학습자가원하는방향으로디자인하여조립할수있도록부품이나뉘어져있는로봇임 완성형로봇은조립을하는과정을생략하고바로교육에활용하는로봇으로, 모터, 스피커, 센서등을이용하여로봇자체에대한학습보다프로그래밍을통한제어에대한학습이주로이루어지는로봇 조작방식에따라단독형로봇과 PC 연결형로봇으로구분 단독형로봇은 PC 없이도사용이가능한로봇으로 NFC 무선통신등이적용된부품을사용해로봇자체사용이가능하며일반적으로저연령학습자대상이거나상대적으로단순한기능탑재 PC 연결형로봇은 PC와연결되어 PC에서구동되는교육용프로그래밍언어혹은실제개발에서사용하는프로그래밍언어에의해제어되는로봇으로더심화된학습과다양한기능탑재 (2) 공급망관점 융합적사고교육을위한교구재로봇이속한교육용로봇을공급망관점에서분류하면, 교구재로봇, 교사보조 ( 교육서비스 ) 로봇, 로봇용학습콘텐츠 로구분 [ 교육용로봇분류 ] 교육용로봇 분류로봇용학습콘텐츠교사보조로봇교구재로봇 세부기술교육보조용로봇서비스콘텐츠기술교구용로봇서비스콘텐츠기술로봇용센서, 구동기, 제어모듈, 주행, 음성및비전인식기술시뮬레이터제작기술, H/W 통신인터페이스및호환기술 115

전략품목현황분석 [ 키코의교사보조로봇 ] 116 116

융합적사고교육용교구재로봇 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 교육용로봇은사업화가능성이높아이미사업화가진행중이며, 상대적으로개발비용이낮아단기간내로봇활성화및보급이가능 국내에서는 1만 1천개의초, 중, 고등학교및 3만여개의유아보육기관이교육로봇분야의잠재시장 교육용로봇시장은국내외적으로초기단계에있으나향후각국교육정책및기술발전 경로에따라성장세가크게달라질것으로예상 국제로봇연맹 (IFR) 에따르면, 교육용로봇의기대수요와기술성숙도가시장수요에미치지못하고, 교구재또는완구형저가제품이다수를차지하고있어교육용로봇은세계시장에서비중이높지않은편 (2012년기준 ) 이었으나, 최근에는지속적인기술개발과새로운아이디어접목으로상품성이높은교육용로봇들이판매되고있음 우리나라교육용로봇시장을발전시키기위해 10 여년전부터정부의지원이있었음 방과후학교및특기적성교육과정에로봇을교과과정으로신설, 로봇교육시범학교지정, 교육용 로봇을활용한시범사업전개등 현재 시장을 지배하고 있는 교육용 로봇은 크게 2가지 형태로, 학생들이 직접 로봇을 조립함으로써 컴퓨터 과학의 원리를 이해하는 학습교재로서의 로봇과, 장착된 화면과 음성기능을 이용하여 학생들에게 학습콘텐츠를 효과적으로 전달하는 교육미디어로서의 로봇이있음 국내는 블록식 로봇과 비주얼형 로봇기술에 집중하는 반면, 일본은 펫로봇과 같은 관계형 로봇기술에주력 [ 일본의프로그래밍교육시장전망 ( 한국교육학술정보원학술정보본부, 2018) ] 117

전략품목현황분석 전세계교육로봇시장의선두국가중하나인미국은 STEAM(Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics) 교과를흥미롭게가르치고, 학생들의과학적기술소양을키우기위한방안으로로봇교육을활발하게개발중 미국은실생활과로봇기술이결합된방향으로발전중이며, 미국, 영국, 일본, 프랑스등의선진국들은각학교별, 지역별로교구재로봇을정규교육과정과연계하여사용 우리나라를비롯해싱가포르, 말레이시아, 중국, 인도네시아등아시아국가들도로봇교육의 중요성을인식하고국가차원에서로봇교육을진행중 전방산업으로육아및아동교육지원, 가전산업연계, 스마트홈연계등이있어서기술 경쟁력선점이요구되는산업 [ 융합적사고교육용교구재로봇산업구조 ] 후방산업 각종센서모듈관련산업, 구동부및제어기관견산업, 배터리등전원관련산업, 인공지능등지식기반산업 융합적사고교육용교구재로봇 융합적사고교육로봇, 코딩교육로봇, 자율주행원리교육로봇등 전방산업 로봇산업, 교육산업 118 118

융합적사고교육용교구재로봇 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 교육용로봇의세계시장은 2017 년 666.9 백만달러수준에서연평균 16.8% 씩증가해 2022 년에는 1,446.8 백만달러수준까지증가할것으로추정됨 [ 교육용로봇의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 세계시장 666.9 778.6 909.0 1,061.4 1,239.2 1,446.8 16.8 * 출처 : Educational Robot Market, MarketsandMarkets, 2018 IFR의 World Robotics 2017" 에따르면, 교육용로봇이속해있는개인서비스용로봇은 2020년까지 110억달러규모의시장으로성장할전망 개인서비스용로봇시장에서는가사노동서비스로봇에서커뮤니케이션로봇까지일상생활에서다양하게활용가능한로봇들이개발되고있음 저출산고령화사회구조로진입함에따라교육용로봇을포함한서비스용로봇수요는더욱 증가할것으로전망되며시장을선점하기위한각국의노력이활발 (2) 국내시장 국내시장규모는 2017 년 201 억원수준에서연평균 14.5% 씩증가해, 2022 년에는 396 억원 수준으로증가할전망 [ 교육용로봇의국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 국내시장 201 225 253 293 334 396 14.5 * 출처 : Educational Robot Market, MarketsandMarkets, 2018 119

전략품목현황분석 3. 기술분석 가. 기술개발이슈 교구재로봇은개인서비스용로봇으로써교육지원용뿐만아니라애완, 오락기능의일부를 포함하고있어기반기술과 S/W 통합기술을공통으로포함 교육용로봇에최적화된개발사들이자체적으로개발한프로그래밍언어들이존재 우리나라는학습중심의교구재로봇개발에집중하고있으며, 주로피지컬컴퓨팅기반의 기초코딩교육로봇과 PC 와스마트장비를이용한교육용로봇이많이개발되어판매되고 있음 최근에는별도로코딩을하지않고도쉽게로봇을동작시키면서원하는학습효과를얻을수 있는제품들이개발 로보케어는위치, 음성및모션인식센서들을이용하여교육에참여하는사람의활동량과이상행동등을인지하고의도등을추정하는기술을개발 기억력, 주의력, 인지력을향상시키는인지치료게임을연구개발해치매예방에도움을주는소프트웨어에포함시켜실벗로봇에탑재하고서비스제공중 한국전자통신연구원 (ETRI), 한국과학기술연구원 (KIST) 는교실과같은교육환경에서 30 여명 규모의다수사용자를대상으로신원, 위치, 행동을실시간인식할수있는인식센서융합 기술을개발중 ADHD 아동선별을위한교육보조로봇활용행동중심검사방법과실내서비스로봇 ( 교육용 로봇 ) 의주행성능평가방법에대한표준화가진행중 R&D 표준화연계사업을기반으로 KOROS 에서교육보조로봇의자율성지수에대한표준 개발예정 나. 주요기업동향 레고 (LEGO) 는 7 세이상아이들에게적합한로봇키트인 레고부스트 (Lego Boost)' 를판매 프로그래밍의기초를배울수있는로봇으로, 센서, 모터등의부품을빌딩블록과연결해조립 ios 와안드로이드앱으로고양이, 기타, 로버등의로봇을조작 와우위로보틱스는세사미워크숍과제휴해 ' 와우위엘모지코딩로봇 (WowWee Elmoji Coding Robot)' 을개발 120 120

융합적사고교육용교구재로봇 3 세이상의아이들에게적합한로봇으로비주얼프로그래밍언어인 이모지 를활용해코딩의원리를 익힐수있음 [ 레고의레고부스트 ] 핸슨로보틱스는아인슈타인휴보로봇을축소시켜 13세이상아이들에게적합한에듀테인먼트로봇을개발 걷고말할수있으며, 태블릿용앱을이용해인터랙티브방식으로과학수업을제공하고두뇌게임을가르칠수있음 쿠보 (Kubo) 는코딩, 수학, 언어등을익힐수있는교육용로봇을개발 태그타일 (TagTile)' 이라는자체프로그래밍언어를제공하며, 쿠보본체에는 RFID 리더기가, 개별조각에는 RFID 태그가내장되어있어퍼즐조각을읽을수있음 태그타일언어를위한확장팩이있으며, 이를이용해철자법과덧셈및뺄셈과같은것들을로봇에게가르칠수있음 로보로보는 2000년설립된교육용로봇회사로, 단순로봇코딩교육사업만추진하는것이아닌융합적사고 (STEAM) 교육관련사업에도적극진출중이며중국을중심으로해외 20개국에교육용로봇을수출중 로보로보의교육용로봇으로는교육용휴머노이드로봇인 로맨보 (ROMANBO)' 를비롯해유아용코딩로봇인 유아로 (UARO)', 스크래치와엔트리호환의페이퍼토이를이용한교육용교구 코딩스토리, 레고블록현코딩교구로봇 로보키즈 (ROBO Kids)', PC프로그램과스마트장비를이용해다양한코딩이가능한 로봇키트 (ROBO Kit)' 등이존재 STEAM 교육관련교재와교육프로그램을개발하는동시에, 로봇창의교육사업에도참여하고있음 - 로봇창의교육사업은 2013년에시작되어현재까지진행되고있는프로젝트로, 로봇을쉽게접하지못하는사회적배려계층및농어촌지역어린이를대상으로로봇활용창의교육을통해나눔복지를실현하기위한사업 121

전략품목현황분석 2014 년부터수출시장을개척해왔으며, 현재중국 CCC 인증을획득하고, 중국에합작법인을 설립해중국시장공략중 [ 로보로보의로맨보 ] 로보웍스는최근 PC 없이도쉽게코딩을배울수있는교구재로봇인 링키 를출품 모든연령대가사용할수있는코딩로봇으로간단한코딩부터고급프로그래밍까지배울수있음 블록로봇은상하좌우, 전후면결합방식이가능해적은수량으로도다양한사물표현이가능 로봇시스템과접목이가능해일반적인로봇제어컨트롤뿐만아니라여러센서모듈을이용해피교육자가스스로다양한로봇을제작할수있음 로보티즈는교육용로봇뿐만아니라로봇전용액추에이터, 연구용휴머노이드로봇, 오픈 소스기반소형로봇팔등을개발 판매중 유아용교구재로봇인 ROBOTIS IDEAS, OLLO, ROBOTIS PLAY, 초등용교구재로봇인 ROBOTIS MINI, ROBOTIS SMART III, 중 / 고등용 교구재 로봇인 ROBOTIS STEM, ROBOTIS GP 등을 개발 판매중 로보티즈는 로봇솔루션 및 교육용 로봇 분야에서 제어기, 센서모듈 등 하드웨어뿐만 아니라 모듈관리 프로그램, 로봇구동 소프트웨어에 이르기까지 독자적인 역량을 축적해왔으며, 최근 LG전자와공동으로이동로봇의핵심부품인자율주행모듈을개발하기로함 엠알티인터내셔널은유치원생부터대학생, 일반인까지이용할수있는로봇키트라인업 완성을목표로다양한로봇들을개발중 122 122

융합적사고교육용교구재로봇 Arduino Sketch와자체개발한 MRT 스크래치를활용해누구나쉽게코딩할수있는교육용로봇키트, 플라스틱블록및다양한센서와여러가지모델조립이가능한교육용키트로초등학교저학년이사용가능한교육용로봇키트, RGB 색상조절과무한구현가능한디지털서보모터를활용해휴머노이드, DIY 엔터테인먼트, 예술작품등다양한창작활동이가능한제품들을공급 팀보로봇 토포보코리아는 TUI(Tangible User Interface) 를적용한모듈러로봇 (Modular Robot) 인 팀보로봇 (TIMBO ROBOT)' 개발 TUI는실감형인터페이스라고해석되며, 일반적으로모니터를보면서키보드로입력해로봇에명령을내리는것과달리, 직접손으로로봇블록을조립한후버튼을누르고움직이면그동작을기억했다가기억된동작을재생가능하며, 이기술을이용하면쉽게다양한로봇을제작할수있으며움직이게할수있음 팀보로봇은자연계를구성하고있는기본원리인피보나치비율로설계되어, 자연계동식물을표현하기에적합할뿐아니라바퀴, 회전날개등을활용하면자동차, 비행기등과같은작품들도손쉽게표현할수있음 블루커뮤니케이션이만든 SW 코딩전문브랜드인어썸아이티 (AsomeIT) 는어려운코딩을쉽고재미있게시작할수있는 SW코딩교육용로봇인 어썸봇 (AsomeBot)' 의크라우드펀딩실시 어썸아이티는피지컬컴퓨팅기반의소프트웨어코딩교육을제공하는것이특징 - 컴퓨터와연결한교구를코딩으로제어하는방식의피지컬컴퓨팅은실물을직접만지고, 가지고놀면서오감을통해코딩을경험할수있는놀이형교육이가능 어썸아이티는어썸코드 (AsomeCode) 라는교육용고재겸개발툴을제공해복잡한설정없이코딩교육을시작할수있도록했으며, 블록코딩기능을구현해코딩을어려워하는아이들도 SW가동작하는원리와개념을눈으로쉽게익힐수있도록함 어썸봇은이족보행로봇으로초음파센서와서보모터를이용해댄스, 씨름, 미로찾기등이가능한제품으로, 어썸코드와연결해코딩으로다양한동작을구현할수있으며스마트폰애플리케이션이제공돼무선조종및간단한블록코딩으로동작들을만들어실행가능 [ 어썸아이티의어썸봇 ] 123

전략품목현황분석 코블은화면기반의교육인 EPL(Educational Programming Language) 을어려워하는교육생들을위해다양한구성품들을조합해로봇을만드는메이커교육을위한솔루션제안 듀플로블록의형태로구성된하드웨어를통해소프트웨어개발에집중할수있도록했으며, 단계별학습을통해최대한많은학생들이흥미를가질수있도록함 큐브로이드는모듈타입의코딩교육로봇인 큐브로이드 를개발, 공급하고있으며, 최근중국에제조생산시스템을구축하는등사업을확장중 큐브로이드는학부모가잘몰라도같이할수있는방법을고민하다개발된제품으로, 특정한기능을가진각각의모듈들을조립해다양한형태와기능을가진로봇을창작할수있음 큐브로이드에는사물인터넷 (IoT) 기술이적용된각각의작은로봇블록으로구성되어, 서로무선으로통신하면서고유의기능을구현할수있음 헬로긱스 (Hellogeeks) 는모터, 센서를이용한교육사업을바탕으로 STEAM 교육용교구재로봇비트브릭 (bitbrick) 판매 비트브릭은블록을이용해구조물을만들고, 이구조물에센서와모터를결합해움직이는창작물을만들수있음 블록뿐만아니라종이기반의공작도가능하며, 단순공학적교육을넘어예술적능력, 창의적능력도함께함양할수있음 [ 헬로긱스의비트브릭 ] 124 124

융합적사고교육용교구재로봇 다. 특허동향 융합적사고교육을위한교구재로봇기술분야특허상주요기술 주요기술 사용자가직접로봇을조립하고코딩하면서과학기술학습과실생활문제해결력을동시에기를수있도록맞춤제작된교구재로봇으로, 조립형모듈설계및교육플랫폼기술등이이에해당함요소기술코드설명 인공지능체험을위한인공지능연동및인터랙션기술 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술 3D 프린팅기반의기구물설계및공유기술 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술 A B C D 교구로서의인공지능체험이가능하도록학습과정은생략하고기구축된인공지능을연동하여사용자의입력에대한응답을제공 ( 음성, 영상등다양한인공지능연동 ) 기존의근거리통신연결을탈피하여원격지간의네트워크연결을통한본격적인 IoT 체험이가능하도록 IoT 통신표준활용 PBL 기반의 STEAM 교육에적합한기구물설계후공유및리믹스가가능한인프라구축 회로에대한아두이노의진입장벽을극복하면서도아두이노의센서 / 액츄에이터 50% 이상활용가능한수준의다양한부품연결이가능한제어기모듈개발 교육용로봇콘텐츠기술 E 교육콘텐츠를위한저작 / 관리 / 표준화기술 H/W 플랫폼설계및제어기술 S/W 플랫폼설계및운용기술 교구재로봇모듈설계및제어기술 F G H 목적에맞는다양한조립상태에서구동부등의하드웨어등이무리없이운용될수있도록하는설계및제어기술 교육콘텐츠를위한 S/W 플랫폼기술. 교육콘텐츠와자동으로연동되는모션생성 S/W 개발. 교육로봇모션및콘텐츠실행명령동기화기술 제스처표현을위한관절모듈기술. 다양한제스처표현을위한다자유도관절모듈기술개발 세부분야별특허동향 주요기술별출원인국적별특허동향 융합적사고교육을위한교구재로봇기술의요소기술별주요출원인국적별특허정보데이터 입수하였으며, 최근 10 년간의특허데이터를비교분석함 요소기술 한국 미국 일본 유럽 계 인공지능체험을위한인공지능연동및인터랙션기술 8 37 5 1 51 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술 4 67 9 0 80 3D 프린팅기반의기구물설계및공유기술 1 26 0 1 28 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술 1 1 0 0 2 교육용로봇콘텐츠기술 82 63 21 5 171 HW플랫폼설계및제어기술 3 9 1 0 13 SW플랫폼설계및운용기술 6 14 10 1 31 125

전략품목현황분석 요소기술한국미국일본유럽계 교구재로봇모듈설계및제어기술 5 18 5 2 30 합계 110 235 51 10 406 요소기술별출원인특허동향에서미국국적의출원인이가장활발한연구개발을하고있으며, 그다음으로는한국, 일본, 유럽국적의출원인순으로나타남 인공지능체험을위한인공지능연동및인터랙션기술은미국국적의출원인이가장많은비중을차지하고있고, 그다음으로는한국, 일본, 유럽국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술은미국국적의출원인이가장많은비중을차지하고있으며, 그다음으로는일본, 한국, 유럽국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 3D 프린팅기반의기구물설계및공유기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 이외의국가에서는거의출원이되지않고있음 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술은기술의성격상각국에서거의출원이되지않고있음 교육용로봇콘텐츠기술은한국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는미국, 일본, 유럽국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 H/W플랫폼설계및제어기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는한국, 일본국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 S/W플랫폼설계및운용기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는일본, 한국, 유럽국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 교구재로봇모듈설계및제어기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는한국, 일본, 유럽국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 126 126

융합적사고교육용교구재로봇 관점을국내 외출원인으로바꾸어보면한국국적의출원인은외국국적의출원인에비해교육용로봇콘텐츠기술 (E) 분야의출원비중이상대적으로높게나타나고있음 반면, 한국국적의출원인은외국국적의출원인에비해 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술 (B) 분야에특허출원비중이상대적으로낮은것으로나타남 한국국적출원인의특허출원량은 2011 년출원량이급증했다가이후굴곡이있지만, 특별한 변동없이꾸준히출원되는경향을나타냄 해외국가의특허출원량도한국과유사하게 2009 년이후특별한변동없이꾸준히조금씩 상승되는경향을나타냄 * 2017~2018 년은미공개출원이존재하여출원수가적게보이는구간으로, 시계열동향을파악할때이점을유의해야함 127

전략품목현황분석 주요기술별출원인동향 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 인공지능체험을위한인공지능연동및인터랙션기술 주식회사유진로봇 Brain Corporation Rethink Robotics, Inc. 중소기업및개인출원인중심 주식회사유진로봇, ( 주 ) 알코등 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술 Brain Corporation 파낙크주식회사 X DEVELOPMENT LLC 중소기업중심 유진로봇, 토이트론등 3D 프린팅기반의기구물설계및공유기술 HUMA.AI ORAMETRIX, INC. 국내출원없음 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술 주요출원인없음 없음 교육용로봇콘텐츠기술 DigitalGlobe, Inc. 중소기업중심 주요출원인없음 H/W 플랫폼설계및제어기술 주요출원인없음 거의출원되지않고있음 S/W 플랫폼설계및운용기술 Play-i, Inc. 카시오계산기주식회사 개인출원인중심 이광재등 교구재로봇모듈설계및제어기술 주요출원인없음 거의출원되지않고있음 엘아이지넥스원주식회사등 : 50 건이상, : 30~49 건, : 20~29 건, : 10~19 건, : 10 건미만 인공지능체험을위한인공지능연동및인터랙션기술분야주요출원인동향 인공지능체험을위한인공지능연동및인터랙션기술분야는주식회사유진로봇이가장많은출원량을보이고있고, 국내의경우, 주식회사유진로봇, ( 주 ) 알코등의중소기업중심으로출원하고있음 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술분야주요출원인동향 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술분야는 Brain Corporation이전체적으로가장많은출원량을보이고있고, 국내의경우, 유진로봇, 토이트론의순으로많은특허를출원하고있음 3D 프린팅기반의기구물설계및공유기술분야주요출원인동향 3D 프린팅기반의기구물설계및공유기술분야는전체적으로적은출원량을보이고있어 국내외적으로주요출원인이나타나지않고있음 128 128

융합적사고교육용교구재로봇 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술분야는전체적으로적은출원량을보이고있어 국내외적으로주요출원인이나타나지않고있음 교육용로봇콘텐츠기술분야주요출원인동향 교육용로봇콘텐츠기술분야는 DigitalGlobe, Inc. 이전체적으로가장많은출원량을보이고있고, 국내에서는특별한주요출원인이나타나지않고있음 H/W 플랫폼설계및제어기술분야주요출원인동향 H/W 플랫폼설계및제어기술분야는전체적으로적은출원량을보이고있어국내외적으로 주요출원인이나타나지않고있음 S/W 플랫폼설계및운용기술주요출원인동향 S/W 플랫폼설계및운용기술분야는 Play-i Inc. 가가장많은츨허를출원하고있으며, 국내에서는 개인출원인의출원이중심이되어소량이출원되고있음 교구재로봇모듈설계및제어기술분야주요출원인동향 교구재로봇모듈설계및제어기술분야는전체적으로적은출원량을보이고있어국내외적으로 주요출원인이나타나지않고있음 129

전략품목현황분석 국가별특허활동지수 (AI) 비교 특허활동지수 (Activity Index) 는상대적집중도를살펴보기위한지표로서, 그값이 1 보다큰 경우에는상대적특허활동이활발함을나타냄 미국은교육용로봇콘텐츠기술분야에서는특허활동이부진하나, 인공지능체험을위한 인공지능연동및인터랙션기술및 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신 특허출원은활발한것으로나타남 일본은초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술분야에서는특허활동이부진하나, S/W 플랫폼설계및운용기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 유럽은초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술분야에서는특허활동이부진하나, 교구재로봇모듈설계및제어기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 한국은대부분의기술분야에서는특허활동이부진하나, 교육용로봇콘텐츠기술분야의 특허출원은활발한것으로나타남 ( 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술의 경우, 출원건수가적어특허출원이활발하다고분석할수없음 ) 130 130

융합적사고교육용교구재로봇 질적수준을고려한각국의시장력분석 시장력이전체평균 1.76을상회하는국가로는스페인, 독일, 스웨덴등이있으나, 독일을제외하고는적은출원량에의한상대적인지수의상승효과로큰의미를부여할수없다고생각되며, 질적인수준이높은특허보유국은캐나다, 중국등이지만, 적은출원량에의한상대적인지수의상승효과에의한것으로, 실질적으로질적인수준이높은특허보유국은미국, 독일이라고할수있음 한국은시장력및특허의질적인수준모두평균을하회하는낮은경향을보임 일본은평균정도의시장력을보이고있으나낮은특허의질적인수준을보이고있음 미국은시장력및특허의수준이전체평균정도를보이고있음 국가 특허수 PFS (Σ 패밀리수 /Σ 특허수 ) CPP (Σ 피인용수 /Σ 특허수 ) US 184 1.63587 1.723684 KR 114 1.280702 0 JP 38 1.736842 0 DE 15 2.133333 1.857143 IL 8 1.375 0 IN 8 2.625 0 전체평균 20.3 1.76 1.006 융합적사고교육을위한교구재로봇분야의주요경쟁기술및공백기술 융합적사고교육을위한교구재로봇분야의주요경쟁기술은교육용로봇콘텐츠기술로나타남 융합적사고교육을위한교구재로봇분야에서교육용로봇콘텐츠기술이가장경쟁이치열한분야이고, 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술분야및 H/W플랫폼설계및제어기술는아직까지상대적으로출원이활발하지않은공백기술분야로나타남 131

전략품목현황분석 요소기술인공지능체험을위한인공지능연동및인터랙션기술 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술 3D 프린팅기반의기구물설계및공유기술초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술교육용로봇콘텐츠기술 H/W플랫폼설계및제어기술 S/W플랫폼설계및운용기술교구재로봇모듈설계및제어기술 기술집중도 : 50 건이상, : 30~49 건, : 20~29 건, : 10~19 건, : 10 건미만 최신국내특허기술동향 요소기술 인공지능체험을위한인공지능연동및인터랙션기술 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술 3D 프린팅기반의기구물설계및공유기술 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술 교육용로봇콘텐츠기술 최근핵심기술동향 로봇을통하여감정을전달할수있는기술및학생정보데이터를통하여학생을인식, 학생데이터를통한인터랙션을실시하는기술 명령, 표정, 음성을이용한인식개술 교육용로봇서비스를위한실시간네트워크연동시스템 3D 프린팅을통해교구재로봇의부품 / 모듈을설계하고이를공유하는기술 블록형프로그램 ( 스크래치등 ) 을통한제어가가능한제어기모듈개발 교육내용을문자, 코딩, UI 등의다양한데이터형식으로연동한후이를로봇의작동과매핑하는기술 교육콘텐츠의저작및관리도구관련기술 H/W 플랫폼설계및제어기술 S/W 플랫폼설계및운용기술 교구재로봇모듈설계및제어기술 H/W설계및외관디자인기술 교육콘텐츠와연동되는 H/W플랫폼제어기술 로봇태스크및콘텐츠실행명령동기화기술 로봇 S/W고장감지및복구기술 복합제스처표현을위한 4자유도이상의관절모듈개발 국내특허동향을살펴보면중소기업및개인출원인중심으로전반적인기술개발이이루어 지고있음 132 132

융합적사고교육용교구재로봇 인공지능체험을위한인공지능연동및인터랙션기술분야는로봇을통하여감정을전달할수있는기술및학생을인식하고학생데이터를통한인터랙션을실시하는기술, 명령, 표정, 음성을이용한인식기술이연구개발되고있음 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술분야는교육용로봇서비스를위한실시간네트워크연동시스템등이연구개발되고있음 3D 프린팅기반의기구물설계및공유기술에서는 3D프린팅을통해교구재로봇의부품 / 모듈을설계하고이를공유하는기술등이연구개발되고있음 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발분야는블록형프로그램 ( 스크래치등 ) 을통한제어가가능한제어기모듈개발등이연구개발되고있음 교육용로봇콘텐츠기술에서는교육콘텐츠의저작및관리도구관련기술및다양한데이터형식으로연동된데이터를로봇의작동과매핑하는기술등이연구개발되고있음 H/W플랫폼설계및제어기술에서는 H/W설계및외관디자인기술및교육콘텐츠와연동되는 H/W플랫폼제어기술을중심으로연구개발되고있음 S/W플랫폼설계및운용기술에서는로봇태스크및콘텐츠실행명령동기화기술및로봇 S/W고장감지및복구기술등이연구개발되고있음 교구재로봇모듈설계및제어기술에서는복합제스처표현을위한 4자유도이상의관절모듈등이연구개발되고있음 중소기업특허전략수립방향및시사점 융합적사고교육을위한교구재로봇기술분야의공백기술분야는초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술이고중소기업의시장진입상대적으로수월한분야는초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술및 HW플랫폼설계및제어기술로나타남 융합적사고교육을위한교구재로봇분야산업은기존의 PC를이용한교육과는달리로봇의이동성및로봇은인간친화적인상호작용등을이용함으로서볻효과적으로교육을수행하는것이가능함 또한, 교육용로봇을위한로봇용콘텐츠분야는최근인터넷을통해개방형으로제공되는교욱서비스및콘텐츠종류와질이폭발적으로향상되고있는상황으로로봇교육프로그램활성화와깊은연관이되어있는신산업분야로판단됨 향후중소기업은상대적으로기술집중도가낮은초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술, 및 HW플랫폼설계및제어기술등에집중하여연구개발하고, 공공연구기관과의협력을통하여기술매입이나라이센싱등을실시하면서부족한연구개발능력을보완하는것이바람직할것으로사료됨 133

전략품목현황분석 4. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 연구개발자원 국가연구개발지원사업 산업통상자원부 - 에너지 자원기술개발사업 - 전략핵심소재기술개발사업 - 신재생에너지기술개발사업 - 산업융합원천기술개발사업 - 로봇미래전략 (2013~2022) - 산업엔진프로젝트 (19대미래성장동력 ) - 사업화연계기술개발사업 ( 민간투자연계형등 ) 보건복지부 - 국립재활원 보훈병원등에재활로봇보급 - 국공립병원에국산수술로봇선도제품시범적용 로봇산업정책협의회 - 창의적 도전적로봇연구촉진을위한풀뿌리지원프로그램 한국로봇산업진흥원 - 로봇산업클러스터 : 센터와장비를구축하고, 기술사업화촉진및로봇창업맞춤형지원과상용화기술개발지원을통해의료, 사회안전, 제조분야의로봇산업육성을목표로함 - 로봇활용중소제조공정혁신지원사업 : 로봇을활용한중소제조공정혁신으로국내중소제조업의생산성향상, 고부가가치화등제조경쟁력강화와국내로봇기업경쟁력제고및로봇산업규모확대를지원하는사업으로수요기업당국비최대 3~10억원지원 ( 총사업비 50% 이내 ) 및민간부담금국비 50% 이상현금매칭으로경제적지원 - 시장창출형로봇보급사업 : 보건복지부와국립재활원이참여하는의료재활로봇보급사업, 산업통상자원부와부천산업진흥재단이참여하는시장창출형로봇부품보급사업등의공공수요형사업과아이디어발굴형사업을진행 중소기업대상시설및장비지원 중소기업전용연구시설 (Rental Lab) ( 한국생산기술연구원 ) - 공동연구수행및장비를효율적으로이용하고자하는중소 중견기업에게연구공간을제공하고, 연구원인프라 ( 인력, 장비등 ) 를활용한근접지원을통해기업의생산성및경쟁력을높이고있음 실용화중심의로봇중소기업부설연구소 ( 한국로봇융합연구원 ) 134 134

융합적사고교육용교구재로봇 - 국내로봇기업의경쟁력강화를위해공동연구개발 기술자문 장비이용등맞춤형기업지원서비스제공 - 지능형로봇개발및제품상용화촉진사업 / 로봇융합비즈니스사업 / 경북특화산업로봇융합사업 / 수요발굴지원단 / 중소기업융 복합기술개발사업 연구장비공동활용지원사업 ( 중소벤처기업부, 한국로봇산업진흥원 ) - 주관기관이보유한연구시설과장비, 소프트웨어를중소기업이공동활용하도록지원 - 연구개발과설계및디자인, 시제품제작, 성능평가, 양산및마케팅에이르는원스톱지원 국가연구시설장비진흥센터 ( 과학기술정보통신부 ) - 장비활용종합포털사이트 ZEUS를통해국가연구시설 장비의활용극대화를위해필요한정보를체계화하고모두가편리하게이용할수있도록최상의서비스를제공 산업기술개발장비공동이용시스템 e-tube ( 산업통상자원부, 한국산업기술평가관리원, 한국산업기술진흥원, 한국에너지기술평가원 ) - e-tube를통해산업기술 R&D에필요한연구장비를보다쉽고, 빠르고, 편리하게이용할수있도록적극지원 135

전략품목현황분석 나. 연구개발인력 융합적사고교육용교구재로봇분야는로보로보, 로보티즈, 로보웍스등기업에서주로 연구개발을진행하고있음 정부는개방형로봇산업생태계조성을위해인력양성측면에서多기술영역업무수행및 다양한산업분야에서로봇융합을통한신규비즈니스창출이가능한중소기업실무형 로봇전문인력양성추진 [ 융합적사고교육용교구재로봇분야주요연구조직현황 ] 기관로보로보로보티즈로보웍스 136 136

융합적사고교육용교구재로봇 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 기술이전이가능한기관은한국전자통신연구원, 고려대학교가있음 [ 융합적사고교육용교구재로봇분야주요연구조직현황 ] 기관 한국전자통신연구원 고려대학교 (2) 이전기술에대한세부내용 분류 세부내용 기술명 사용자친화적인로봇이송장치 Navi-guider 기술 기술이전목적및필요성 이동로봇과같이바퀴가장착되어주행이가능한장치의경우, 빈번하게사용자가수동으로원하는위치로이동시켜야하는경우가발생함 일반적으로이동로봇을이동시키기위한장치로는게임용조이스틱및패드, 컴퓨터의키보드및마우스, 별도의리모컨이사용되나, 이는이동로봇을제어하기위해서는정밀도및정확도측면에있어매우불편함 따라서, 사용자의의도를직접로봇에게반영할수있는직관적인형태의이동로봇제어관련장치가필요하며, 이런점에있어획기적으로사용의편의성이증대된장치로네비가이더를개발하게됨 기술활용방안및기대성과 본기술은이동로봇과같이바퀴가장착된장비를제어하기위한사용자친화적이고효과적인방법을제안하고있어, 물류로봇, 이동용카트, 여행용가방등에장착되어사용자가편하게이동체를이송하는데사용될수있음 사용자친화적인로봇이송장치네비가이더를활용하는방향은크게다음과같음 - 본기술을자사의로봇에연동및적용하는데짧은개발기관과적은인력으로기술을구현가능 - 네비가이더장치를판매 - 네비가이더자체를장착한로봇및이송체를판매및대여 세부문의 기술관련 계약관련 한국전자통신연구원 137

전략품목현황분석 분류 기술명 세부내용 상황인지기반대화중심인간로봇교류엔진 o 목적 기술이전목적및필요성 대화를중심으로사람과상호작용하는서비스로봇의응용수행에필요한인식, 판단, 표현모듈연동과대화관리를통한교류흐름제어기능을제공하고자함 o 필요성 - 사람과대화하면서상호작용하는서비스로봇의응용을개발하고실행하기위해서는다수의인식, 판단, 표현모듈을유기적으로연동할수있는 SW 통합프레임워크가필요함 - 인간-로봇상호작용의대화기반교류흐름을저작하고실행하기용이한챗봇중심의대화관리기능이필요함 - 영상, 음성등다양한형식의데이터를입력으로받아각종상황이해관련정보를산출하여활용하고로봇을통해발화와제스처를동시에표현하는멀티모달교류제어기능이필요함 ㅇ적용분야 - 대화를중심으로상호작용하는서비스로봇의통합플랫폼으로활용 - 홈서비스로봇, 교육로봇, 안내로봇, 케어로봇등다양한분야적용가능 - 영상입력을포함하는스마트스피커의상황인지와대화엔진으로활용ㅇ기대효과 기술활용방안및기대성과 - 인식, 판단, 표현모듈의추가연동과제거가용이하므로빠르게분야별로최적화된로봇기능통합과제품화가가능 - 대화스크립트저작만으로로봇응용를개발할수있으므로다수의다양한응용개발적용이가능하며그에따른비용을대폭절감 - 다양한공공건물과장소에서로봇서바스를가능하게함으로써고객의관심을효과적으로유도하고반복적방문을독려할수있음 - 교류경험누적데이터를기반으로교류시나리오의지속적인개선이가능하며, 제한적인학습기능을통해사용자별로차별화된교류경험을제공함으로써응용목적의지속성을개선할수있음 기술관련 세부문의 한국전자통신연구원 계약관련 138 138

융합적사고교육용교구재로봇 분류 세부내용 기술명 이동로봇의장애물회피시스템 기술이전목적및필요성 해당기술은자율이동로봇의장애물회피시스템에관한것으로유연접촉 감지모듈, 충돌영역산출부, 충돌회피제어부를포함함 기술활용방안및기대성과 상기자율이동로봇의주행가능방향에서상호상이한접촉위치에서장애물과의접촉이가능하도록상기자율이동로봇외측으로돌출되어형성되어장애물과의접촉시탄성적으로변형하여장애물을감지하는다수의유연접촉감지모듈과 ; 상기자율이동로봇의제동거리에기초하여장애물과의충돌가능영역을산출하는충돌영역산출부와 ; 상기다수의유연접촉감지모듈중상기접촉위치가상기충돌가능영역으로부터근접하게벗어난유연접촉감지모듈들의감지결과만을장애물과의접촉으로인식하는충돌회피제어부를포함하는것을특징으로함 이에따라, 상호상이한접촉위치에서접촉이가능한유연접촉감지모듈을이용하여이동로봇의주행속도및 / 또는주행방향에적응적으로장애물과의접촉을감지하여장애물과의충돌을회피할수있음 기술관련 세부문의 고려대학교 계약관련 139

전략품목현황분석 5. 기술개발로드맵 가. SWOT 분석 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 국내중소기업들이교육용로봇에서성공적인결과를이끌어내고있음 ( 기술 ) 중소기업들의성공적인 R&D에힘입어다양한상품화가가능 약점 (Weakness) ( 환경 ) 해외인증및수출절차, 교육기자재승인등복잡한과정필요 ( 정책 ) 시장확산을위한제도적장치부족 ( 정책 ) 지능형로봇에대한지원정책강화 기회 (Opportunity) 위협 (Threat) ( 환경 ) 아시아권에서교육용로봇에대한수요증가 ( 기술 ) 머신러닝을적용한제품개발등경쟁사에비해 빠른신기술적용가능 ( 기술 ) 증강현실, AI 기술을보유한기업들의시장진출 ( 정책 ) EU 등경쟁국에서대규모의스타트업기업지원 ( 정책 ) 서비스로봇산업에대한지원확대 중소기업의시장대응전략 빅데이터, 인공지능, IoT 기술을응용해융합적사고교육에좀더최적화된로봇개발 수요가증가하고있는아시아권을중심으로적극적수출시도 나. 중소기업핵심요소기술 (1) 핵심요소기술도출절차 특허 / 논문분석을통한요소기술과기술수요와각종문헌을기반으로한요소기술, 전문가추천요소기술을종합하여품목별전문가를통해분류조정한후, 전문가평가과정을거쳐핵심요소기술을선정 - 기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을고려하여평가 요소기술 Pool 구성 요소기술분류조정 핵심요소기술선정평가 핵심요소기술선정 - 특허 / 논문분석 - 기술수요및문헌분석 - 전문가추천 è - 품목별전문가요소기술분류조정 재정의 è - 산학연전문가검토 - 평가항목별요소기술선정평가 è - 평가결과반영로드맵기획대상핵심요소기술도출 140 140

융합적사고교육용교구재로봇 (2) 요소기술 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여 최종요소기술확정 [ 융합적사고교육용교구재로봇요소기술도출 ] 분류요소기술출처 학습자와의인터랙션및데이터통신기술 설계및제어, 운용기술 콘텐츠기술 인공지능체험을위한인공지능연동및인터랙션기술 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술 교육용로봇의학습자연계운용기술 3D 프린팅기반의기구물설계및공유기술 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술 교구재로봇모듈설계및제어기술 H/W 플랫폼설계및제어기술 S/W 플랫폼설계및운용기술 교육용로봇콘텐츠기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 141

전략품목현황분석 (3) 핵심요소기술 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 융합적사고교육용교구재로봇핵심요소기술 ] 분류요소기술개요 학습자와의인터랙션및데이터통신기술 인공지능체험을위한인공지능연동및인터랙션기술 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술 교구로서의인공지능체험이가능하도록학습과정은생략하고기구축된인공지능을연동하여사용자의입력에대한응답을제공 ( 음성, 영상등다양한인공지능연동 ) 기존의근거리통신연결을탈피하여원격지간의네트워크연결을통한본격적인 IoT 체험이가능하도록 IoT 통신표준활용 3D 프린팅기반의기구물설계및공유기술 PBL 기반의 STEAM 교육에적합한기구물설계후공유및 리믹스가가능한인프라구축 설계및제어, 운용기술 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술 교구재로봇모듈설계및제어기술 H/W 플랫폼설계및제어기술 회로에대한아두이노의진입장벽을극복하면서도아두이노의센서 / 액츄에이터 50% 이상활용가능한수준의다양한부품연결이가능한제어기모듈개발 제스처표현을위한관절모듈기술. 다양한제스처표현을위한다자유도관절모듈기술개발 목적에맞는다양한조립상태에서구동부등의하드웨어등이무리없이운용될수있도록하는설계및제어기술 S/W 플랫폼설계및운용기술 교육콘텐츠를위한 S/W 플랫폼기술. 교육콘텐츠와자동으로 연동되는모션생성 S/W 개발. 교육로봇모션및콘텐츠실행명령 동기화기술 콘텐츠기술교육용로봇콘텐츠기술 교육콘텐츠를위한저작 / 관리 / 표준화기술 142 142

융합적사고교육용교구재로봇 다. 기술개발전략 (1) 우리의현황 국내융합적사고교육용교구재로봇분야의시장규모는 225 억원규모로세계시장에 비해아직시장이발달중인상황임 국내시장의성장률은 14.5% 로세계시장성장률 16.8% 대비다소낮은수준의성장세를 보일것으로전망됨 융합적사고교육용교구재로봇관련세계최고수준기술보유국은미국이었으며, 국내 중소기업기술수준은세계최고수준의 80.6% 에해당하는것으로평가됨 융합적사고교육용교구재로봇관련특허출원건수가가장많은국가는 미국 (184 건 ) 이었으며, 우리나라의관련특허출원건수는 114 건으로최다보유국대비약 62% 수준으로조사됨 우리나라의융합적사고교육용교구재로봇관련특허피인용지수는 0.00 으로특허피인용 사례가없었으며, 피인용지수가가장높은독일 1.86 과차이를보여특허의질과경쟁력이 매우낮은상태로조사됨 [ 융합적사고교육용교구재로봇전략캔버스 (Strategy Canvas) ] 143

전략품목현황분석 (2) 기술개발로드맵 144 144

융합적사고교육용교구재로봇 참고 : 핵심요소기술평가결과 지표별평가결과 요소기술 기술개발시급성 기술개발파급성 단기개발가능성 중소기업적합성 합계 비고 인공지능체험을위한인공지능연동및인터랙션기술 IoT 연결을통한원격지의교구간의데이터통신기술 3D 프린팅기반의기구물설계및공유기술 초보자도쉽게활용가능한제어기모듈개발기술 27.0 30.0 30.0 30.0 117.0 선정 35.0 35.0 33.0 31.0 134.0 선정 27.0 26.0 34.0 32.0 119.0 선정 37.0 36.0 36.0 38.0 147.0 선정 교육용로봇콘텐츠기술 36.0 31.0 34.0 35.0 136.0 선정 H/W 플랫폼설계및제어기술 S/W 플랫폼설계및운용기술 교육용로봇의학습자연계운용기술 모듈형관련모듈설계및제어기술 33.0 31.0 34.0 36.0 134.0 선정 31.0 32.0 33.0 35.0 131.0 선정 25.0 25.0 30.0 28.0 108.0 35.0 33.0 33.0 36.0 137.0 선정 145

146

전략품목현황분석 엔터테인먼트용 시뮬레이터로봇

148

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 정의및범위 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇이란스포츠, 게임등엔터테인먼트활동의실제적인움직임을모사하는로봇으로, 실제환경의제약요인으로부터벗어나효과적인모션을가능하게하고실감나는가상의체험을제공하기위한소프트웨어와하드웨어기술을의미 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇기술은모션플랫폼기술, 플랫폼해석및제어기술, 실감재현콘텐츠기술, 사용자인터랙션기술, 교육및평가기술등을포함정부지원정책 문화체육관광부는신기술융복합스포츠산업육성을정책과제로선정하고, 게임산업지원을위해펀드조성과창업보육및중소기업종합지원을위한게임부스트센터구축등정책강화 과학기술정보통신부는엔터테인먼트분야를시작으로가상 증강콘텐츠와산업간융합을통한디지털콘텐츠플래그십프로젝트확대 산업통상자원부는성장가능성이높은산업분야를선정하여정부지원을집중하기위해지능형로봇, 착용형스마트기기, 실감형콘텐츠, 가상훈련시스템등이포함된 19대미래성장동력분야발굴 신기술을보유한유망기업의기술사업화를지원하고혁신성장동력을창출하기위한규제혁신및신기술의시장진출을저해하는규제혁파중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 엔터테인먼트용시뮬레이터이용인구증가 ( 기술 ) 뛰어난 ICT 인프라를통해융복합제품개발가능 ( 정책 ) 정부의지속적인육성정책기회 (Opportunity) ( 환경 ) 로봇과연계된가상현실 콘텐츠시장확대 ( 기술 ) 5세대통신상용화, 신기술과의융복합 ( 정책 ) 빠른수출을위한현지화지원정책필요 약점 (Weakness) ( 환경 ) 상대적으로영세한업체들의비율이높음 ( 기술 ) 개발도구등핵심기술의국산화비중낮음 ( 정책 ) 실효성있는부처간협업체제미흡위협 (Threat) ( 환경 ) 해외선진국의산업경쟁력상승 ( 기술 ) 글로벌기업과의 R&D 비용격차 ( 정책 ) 산업경쟁력을저해하는규제상존 중소기업의시장대응전략 교육, 유통, 미디어, 의료, 국방, 제조등타산업과의융복합을통한기술경쟁력확보 실감구현을위해로봇기술뿐만아니라 AR/VR, 오감자극기술등과의융합시도 개발기간및비용절감을위해확장가능한공통실감플랫폼개발필요

전략품목현황분석 1. 개요 가. 정의및필요성 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇이란스포츠, 게임등엔터테인먼트활동의실제적인움직임을모사하는로봇을의미하며, 실감나는가상의체험을제공하기위한소프트웨어와하드웨어기술을의미함 인공지능, 가상현실, 로봇기술, 빅데이터등의 ICT 기술이융합된실감시뮬레이션환경은새로운산업영역을창출할것으로예상 스포츠, 레저, 게임, 어트랙션, 가상훈련등다양한분야에서전문교육또는운동효과를제공하거나가상환경에서몰입감높은체험을가능하게함 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇기술은모션플랫폼기술, 플랫폼해석및제어기술, 실감재현콘텐츠기술, 사용자인터랙션기술, 교육및평가기술등을포함 [ 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇사례 ] 삶의질의향상과건강에대한관심확대로여가활동참여인구의증가 체력증진및삶의질향상추구, 각종문화활동의대중화에따른여가활동참여인구의증가및다양화 지리적환경, 계절적요인, 고가의장비나시설등의제약요인을극복할수있는엔터테인먼트용시뮬레이션시스템의요구증대와미래형엔터테인먼트문화공간의창출이필요 실제환경에서익스트림스포츠와같이상해위험이높은활동을가상의시뮬레이션환경을통해안전하게체험할수있는소비욕구증대 전문기술교육을위한고난도기술습득및과학적트레이닝을위한훈련용시뮬레이션플랫폼에대한필요성증대 150 150

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 4차산업혁명과엔터테인먼트산업의변혁 인공지능, 빅데이터, 클라우드, 사물인터넷, 가상현실등 4차산업혁명을대표하는기술이적용되기시작했고미래엔터테인먼트산업의변화를유도할것으로예측 대량생산방식에서벗어나사물인터넷, 빅데이터, 3D 프린팅등의신기술과의결합을통해다품종변량생산과수요자맞춤생산을가능하게하는스마트팩토리도연관용품산업의변화를초래 가상현실, 증강현실, 혼합현실기술을이용한실내가상체험이나인공지능, 웨어러블기기, 드론, 모바일기술등의유기적연계를통한기존에없었던새로운서비스를창출가능 ICT 기술의융합을통한엔터테인먼트산업의확대 몰입감있는체험환경을제공하고능동적인참여를위해재미를유발하며과학적모델에기반한체험시뮬레이터필요 ICT와과학기술발전으로시간과공간을초월한시각적경험을제공하고바람, 진동, 기울기등물리적인효과를제공하는오감장치와의결합을통해엔터테인먼트산업의범위확대 엔터테인먼트용시뮬레이터기술은센싱, 기구설계및제어, 콘텐츠등타분야와밀접하게연관되어있어파급효과가크고새로운비즈니스기회를창출할기회를확대할수있음 고실감모션제어및사용자맞춤형서비스로현장감최대화 단순모션의기구부모듈과저실감형가상현실시스템및전문콘텐츠부족으로인한한계성극복필요 실감형시뮬레이터의핵심기술인정밀구동메커니즘및지능제어기술을바탕으로사용자의즐거움및건강증진을위해필요한모션생성을위한정밀메커니즘및제어기술 지속적인흥미유발및활동유지를위한사용자와엔터테인먼트용시뮬레이터간의상호작용기술, 고품질의모션피드백및비주얼가시화기술이필요 사용자의개인별특성에맞는맞춤형서비스의제공을위한인식기술이필요하며, 사용자의상태에맞는모션을제공하여사용자로하여금시뮬레이터와의감성적공감을이룰수있는기술도포함 가상현실기술을접목한새로운형태의엔터테인먼트시장실현 가상현실기술과연계한엔터테인먼트용시뮬레이터로봇은일반소비자들이더욱쉽게고품질의가상현실기반시뮬레이션체험을접할수있게함으로써저변확대가용이 다양한기구와부대시설을갖추기위한광범위한공간과막대한투자가필요한기존의테마파크와는달리 VR 테마파크는전용체험시뮬레이터를설치할최소한의공간만확보하면되므로투자부담이적고도심지에설치할수있어접근성이뛰어나므로새로운형태의엔터테인먼트시장실현 151

전략품목현황분석 나. 범위 (1) 제품분류관점 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇은모션플랫폼, 플랫폼해석및제어, 실감재현콘텐츠, 사용자인터랙션, 교육및평가등에따라다양한기술로분류 모션플랫폼기술은실제모션생성에적합한모션베이스, 기구, 센서, 액추에이터등포함 플랫폼해석및제어기술은엔터테인먼트용시뮬레이터기구해석, 구동, 제어기술등포함 실감재현콘텐츠기술은실감효과생성장치, 실감 / 가상 / 증강콘텐츠, 멀티타입디스플레이와비정형스크린실감표현지원기술등포함 사용자인터랙션기술은지능소프트웨어플랫폼으로복합상황인지, 사용자인식, 자세인식, 사용자인터페이스등을포함 교육및평가기술은모션정밀분석, 버추얼코칭, 전문모션데이터베이스, 교육 / 훈련효과진단및평가등포함 환경정보수집기술은실감지원환경구축, 환경정보수집, 위치인식, 유무선통신, 지원장비배치등포함 [ 제품분류관점기술범위 ] 기술개발테마 제품분류관점 세부기술 모션플랫폼 실제모션구현을위한다자유도모션플랫폼기구부기술 모션플랫폼용서보모션제어및실감모듈형하드웨어기술 플랫폼해석및제어 운동좌표계분석, 기구학해석, 동역학해석검증기술 시뮬레이션시각화, 동역학기반시뮬레이션제어기술 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 실감재현콘텐츠 사용자인터랙션 시뮬레이터용실감재현장치, 실감렌더링기술 실감콘텐츠표현, 동역학피드백이펙트구현기술 복합상황인지기반사용자인터랙션기술 사용자맞춤형서비스제공, 사용자자세인식및분석기술 교육및평가 버추얼코칭, 전문모션데이터베이스기술 생체신호기반진단및운동효과측정 / 평가기술 환경정보수집 실시간고정밀위치인식및유무선통신기술 주변환경구축및인식, 지원장비배치기술 152 152

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 (2) 공급망관점 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇기술은스포츠, 레저, 게임, 어트랙션, 가상훈련등실제모션환경에있는느낌을생성하는데활용가능하며, 이러한기술을지원하기위한공급망단계별로구분가능 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇관련용품및장비에는신체신호측정과인체동작인식등을위한웨어러블기기와가상현실시뮬레이션용품, 시뮬레이션센서장치등을포함 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇기구및시설에는모션플랫폼베이스, 피트니스및트레드밀형시뮬레이터, 탑승형시뮬레이터, 전방향회전시뮬레이터, 로봇암기반시뮬레이터기구및시설등을포함 광의의관점으로는골프시뮬레이터를포함하여야구, 축구, 농구, 하키, 테니스시뮬레이터등과같은스크린중심의시뮬레이터도포함할수있지만, 협의의관점으로는엔터테인먼트용시뮬레이터로봇은모션베이스등의모션플랫폼을갖춘엔터테인먼트용시뮬레이션시스템으로국한 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇소프트웨어에는실감콘텐츠, 물리엔진, 저작도구, 시뮬레이터통합운용소프트웨어등을포함하며, 맞춤형운동관리, 버추얼코칭과관련한어플리케이션프로그램과모바일앱등을포함 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇응용서비스에는가상교육, 운동효과평가, 경기및환경정보지원등엔터테인먼트서비스와관련하여적용가능한기술과부대설비기술등을포함 [ 공급망관점기술범위 ] 기술개발테마 공급망관점 세부기술 용품및장비 웨어러블기기 ( 생체신호측정, 인체동작인식, 운동기능학습등 ) 가상현실시뮬레이션용품, 센서장치, 데이터기록장비등 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 기구및시설 소프트웨어 모션플랫폼 ( 유압식, 공압식, 전기식등 ) 피트니스및트레드밀형시뮬레이터기구 탑승형시뮬레이터기구및시설 실감표현소프트웨어, 콘텐츠저작도구, 통합운용소프트웨어 맞춤형체력관리, 버추얼코칭, 가상학습소프트웨어 엔터테인먼트용시뮬레이터연동앱등 응용서비스 가상교육, 운동효과평가, 환경정보지원서비스등 153

전략품목현황분석 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 전략적기술개발과글로벌경쟁력제고로고부가가치창출을위한중요한산업 엔터테인먼트산업은성장잠재력이높은산업으로서, 부가가치창출효과가높고일자리를만드는효과도큰산업으로, 융복합을통한시너지효과창출로경제발전에기여할것으로기대 모바일게임, e스포츠강국의면모와음악및엔터테인먼트분야의한류열풍등의성과에비해기반기술경쟁력과산업적가치연계는미흡 세계최고의 ICT 인프라와기술력을접목해미래성장산업으로발전시키고선진화된엔터테인먼트환경을구축하기위한전략수립이필요 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇은다양한산업과의높은연계성으로새로운시장을창출 정보통신, 유통, 콘텐츠, 미디어, 의료, 국방, 제조업등다양한산업과의연계성이높고, 신소재, 바이오, 나노등과학기술이적용된첨단제품과서비스개발을위한국가간경쟁치열 첨단과학기술을바탕으로융복합산업의특성을이용하여신시장개척과고용창출이가능하고, 미디어, 관광, 엔터테인먼트등의타산업과의융합으로새로운비즈니스기회창출 스포츠, 게임산업의대중화및경제적가치를높이고, 동종ㆍ이종간결합을통해새로운상품과영역을창출하고엔터테인먼트용시뮬레이터로봇산업생태계기반조성 가상현실, 증강현실, 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷, 스마트웨어기술등 4차산업혁명신기술을적용하여새로운시장창출증대 여가시간증가에따라건강한삶을영위하기위한생활체육에서의활용도증가 2016년 우리나라 가계가 오락문화비에 지출한 규모 ( 명목가격 기준 ) 는 62.7조원으로 1996년 18.5조원에비해 44.2조원증가하여연평균 6.3% 성장 ( 한국은행경제통계시스템 (ECOS)) 국민소득의증가, 여가시간의증가와건강에대한관심이높아지면서생활체육참여율이증가하고 그에따른생활체육활동관련소비도증가 생활스포츠참여율 ( 주 1회이상 ) 은 2003년조사에서급한증가세를보이고주춤한이후, 2012년 43.3% 에서 2016년 59.5%, 2017년 59.2% 로 점차적인 증가 추세에 있음 ( 문화체육관광부 국민생활체육참여실태조사 2017) 규칙적생활체육활동은개인의삶에긍정적영향을미치며, 규칙적체육활동참여자의행복지수가 비참여자에 비해 높게 나타나, 생활체육활동 참여가 행복지수를 높여주는 효과가 있는 것으로 나타남 154 154

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 * 출처 : 문화체육관광부, 국민생활체육참여실태조사 (2017) 단순일회성흥미위주보다는지속적인참여를유도할수있는기술이필요하며, 사회적으로고령화 문제가대두됨에따라생활스포츠와다양한여가활동참여를통한건강한삶유지요구 신기술을적용한실감형엔터테인먼트용시뮬레이터로봇의개발 가상현실, 증강현실기술을적용한엔터테인먼트용시뮬레이터로봇시스템의개발및상용화가활발하며, 이를활용한시뮬레이터제어와인터랙션이중요한화두로거론 기존제품들의단순한모션기구부, 저실감형가상현실시스템및전문콘텐츠부족으로인한한계성을극복하기위한실감모션및오감융합형시뮬레이터개발접근 코리아 VR 페스티벌, 대한민국 ICT 융합엑스포, 평창동계올림픽기념 ICT 올림픽체험관등에서 AR VR과탑승형시뮬레이터로봇을결합한어트랙션을통해운동기구, 놀이기구및동계스포츠를체험할수있는체험관을운영 실감환경효과발생장치, 오감효과생성시스템, 촉각용인터랙션모듈, 고실감형 VR 영상 / 전문콘텐츠, 가상콘텐츠반응형효과발생장치등주변장치산업의동반성장유도 도심형체험시설과신규서비스출시로외연확장 가상현실기술을접목한엔터테인먼트용시뮬레이터체험시설은기존의일반상업시설의공간과인프라를활용할수있고소비자들의수요변화에대응이용이 미국의가상현실엔터테인먼트전문기업이영화사들과손을잡고실내형 VR 테마파크를선보였고, US VR 글로벌은전세계 20여곳에실내 VR 테마파크 ' 히어로센트럴파크 ' 를세운다는계획 일본은게임, 엔터테인먼트, 어뮤즈먼트기업들이유동인구가많은도심지를중심으로다양한형태의도심형 VR 테마파크를세우고사업확장에나서고있음 중국은귀주성귀양시에대규모가상현실테마파크 ' 동방과환곡 을개장함. 중국시장조사업체에따르면중국의 VR 엔터테인먼트산업규모가 2020년까지 84억달러 (9조원) 규모로성장전망 155

전략품목현황분석 우리나라도실내 VR 테마파크시장이꾸준히성장하고있는추세로, 브라이트, 몬스터VR 등이운영중이고, 브이알플러스, 브리즈, 캠프브이알등에서도 VR방시장을형성 실내 VR 테마파크는규모가작은기업들도충분히매력적인시장으로삶의질을높이는여가산업의규모가커지면서투자부담은적고높은수익성으로지속확대전망 기존산업분류에포함되지않는신제품과서비스출시와함께 4차산업혁명신기술접목을통한수요자맞춤형서비스와타산업응용서비스로의파급효과기대 과학기술기본계획수립과중점추진과제채택등정부의지원정책확대 가상스포츠의성공모델인골프존의스크린골프부각이후, 뚜렷한후속스포츠콘텐츠부재로가상스포츠시장이정체됨에따라 10대유망가상스포츠종목을선정, 체감형스포츠시뮬레이터의핵심요소기술개발지원으로스포츠 ICT 기술벤처시장활성화지원 문화체육관광부는게임산업성장사다리펀드조성, 창업보육및중소기업종합지원을위한 게임부스트센터 구축등게임산업의역동성회복을위한정책강화 (2017년 6월 ) 우리나라과학기술발전의비전 목표 방향과향후 5년간의각부처과학기술관련정책의수립 추진방향을제시하는최상위계획으로 제4차과학기술기본계획 (2018-2022) 수립을통해경제성장중심에서국민의삶의질을높이고인류문제해결에기여비전제시 (2018년 2월 ) 과학기술정보통신부는 2016년 플래그십 5대선도프로젝트 ( 서비스플랫폼, 게임 체험, 테마파크, 다면영상, 교육유통 ) 를시작으로 2017년에는국방, 의료, 제조분야로융합을확대하고, 국내외에 VR체험콘텐츠보급을통한 VR 테마파크시장창출과대중소기업의동반성장생태계조성 문화체육관광부는 사람이있는문화 문화비전 2030을선포하고, 산업간융합영역 ( 콘텐츠 + 기기 + 플랫폼, 예술 + 기술 ) R&D 투자확대 (2018년 5월 ) 용이한체험시설참여기회제공과융복합산업지원을통한저변확대 과학기술정보통신부는대구디지털산업진흥원주관하는 ICT스포츠사업의일환으로로봇기술과가상현실, 3D, 스마트센서기술을스포츠에적용한융합스포츠교실을운영 문화체육관광부와국민체육진흥공단은전국 330개초등학교에 가상현실스포츠실 을설치하고대형체육관이없더라도학생들이축구, 양궁, 야구등스포츠를즐기도록지원 * 출처 : 문화체육관광부, 어린이 VR 스포츠교실 156 156

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 열기구및래프팅체험, 사격, 우주체험이가능한큐브가상현실존, 카레이싱, 어트랙션 슈팅게임이지원되는익스트림가상현실존등으로구성된국내최대규모의도심형가상현실 테마파크 몬스터브이알 (VR) 을인천송도에개소 (2017 년 8 월 ) * 출처 : 문화체육관광부, 몬스터 VR 한국콘텐츠진흥원 2017 지역주도형 VR 콘텐츠체험존조성지원사업 성과로워킹어트랙션, 탑승형시뮬레이터, 기구물 VR, 룸스케일 VR 콘텐츠등차별화된독점콘텐츠를비롯해총 27 종의 VR 콘텐츠로구성되어있는 VR 스퀘어 개관 (2018 년 3 월 ) (2) 산업의구조 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇은전방산업으로스포츠, 레저, 피트니스, 웰니스, 게임, 테마파크, 엔터테인먼트산업등과연관관계이며, 후방산업으로는센서, 액추에이터, 구동, 제어, 유무선통신등과연관되어있는구조 전방산업인스포츠, 게임등의산업의성장에따라엔터테인먼트용시뮬레이터로봇산업도활성화되고, 이에따라로봇을구성하는센서, 액추에이터, 디스플레이, 제어, 모델링등과같은후방산업의성장및투자효과기대 후방산업인장치, 부품산업은글로벌 ICT 제조기술력과인프라, 첨단제품에부품을공급한기술력과생산기반을갖춘국내업체에게기회가될수있으나초기투자에대한위험부담이있어전략적육성이필요 다양한전방산업과의연계성이있어교육, 유통, 콘텐츠, 미디어, 의료, 국방, 제조등타산업과의융복합을통한글로벌기술경쟁력선점이요구되는산업 교육분야는간접적인효과가큰분야로, 인성함양과체력향상등에대한관심과요구가증가하고있고체험교육이부각되고있음 유통분야는중요한연계역할을하는분야로, 전방산업육성에필요한행정, 재정적지원의법적근거마련뿐만아니라소비자의편익과유통의활성화를위한제도적장치마련 한국콘텐츠진흥원 2018년상반기콘텐츠산업동향분석보고서에따르면 2018년상반기게임산업의매출액은약 6조 5,874억원으로추정되었으며, 이는전년동기대비 19.4% 증가한수준 157

전략품목현황분석 한국콘텐츠진흥원 2018 국내이스포츠실태조사보고서에따르면 2017년기준으로국내 E-sports 는 973억원규모로세계시장의 13.1% 를차지하며, 2016년대비 4.2% 성장 국내외스포츠이벤트는각종미디어의중요한방송콘텐츠로다루어지고있고, 기업들의중요한마케팅수단이되고있고미디어의디지털화에따른방송과통신의융합으로플랫폼을다양화함 수술교육, 재활치료시뮬레이션훈련, 군사작전훈련, 자율주행체험, 제조공정가상훈련, 직업훈련트레이닝등의료, 국방, 제조등의산업과의접목을통해시너지효과를기대 후방산업은 ICT 산업과연계되어전방산업의첨단화에기여할것으로예상되며, 지속적으로수요가증가할것으로전망되는산업 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇분야는시장규모에비해높은기술수준이요구되어일부전문중소기업에서개발에참여하고있으나초기투자에대한비용부담으로후방산업관련부품기술개발을기피하고해외의존도가심화되고있어미래가치확보를위한노력필요 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇모션의정밀한시뮬레이션을위한구동및제어기술과운동좌표계를분석하고기구학을해석하며동역학을이용하여해석결과를사전검증하고시뮬레이션가시화를통해효율적인제어를위한지원기술필요 후방산업인디스플레이, 실감장치, 콘텐츠, 데이터베이스, 사용자상호작용, 휴먼인터페이스등의분야와도유기적인연계가중요하며, 시스템통합및제품화를위한적극적인투자도필요 엔터테인먼트산업은타부문에비해부가가치유발계수와고용유발계수가높고경제적파급효과가큰산업으로신기술융합을통한트렌드변화에대처할수있는여건조성필요 가상현실, 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷등신기술출현으로인한후방산업의확대에대한적절한대응과세계최고의 ICT 인프라와기술력을스포츠, 게임등엔터테인먼트산업에접목해새로운시장을선점하기위한전략수립필요 전방산업인피트니스, 웰니스, 교육, 유통, 관광, 콘텐츠, 미디어, 의료, 국방, 제조등의산업과융복합을통해엔터테인먼트용시뮬레이터로봇산업뿐만아니라연관산업의글로벌육성기회 [ 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇분야산업구조 ] 후방산업 센서, 액추에이터, 구동, 제어, 모델링, 유무선통신, 실감장치, 디스플레이, 콘텐츠, 상호작용, 데이터베이스, 데이터처리 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇분야 엔터테인먼트용시뮬레이션용품및장비, 시뮬레이터로봇기구및시설, 소프트웨어, 응용서비스 전방산업 스포츠, 레저, 피트니스, 웰니스, 게임, 엔터테인먼트, 테마파크, 교육, 유통, 콘텐츠, 미디어, 방송, 의료, 국방, 제조업등 158 158

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 스포츠시뮬레이터로봇기술은스포츠과학과 ICT 기술의융복합을통해새로운시장을창출하고관련요소기술의시장도확대될것으로전망되며, 스포츠산업은제조업, 정보통신, 유통, 엔터테인먼트, 미디어등다양한산업과의연계성이높아수요의정확한예측은어려움 스포츠시뮬레이터로봇이포함된개인서비스용로봇의세계시장판매량은 2017 년 990 만 대수준에서연평균 35% 씩증가해 2022 년 4,437 만대로증가할전망 [ 스포츠시뮬레이터로봇분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 만대, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 세계시장 ( 판매량 ) 990 1,336 1,804 2,435 3,287 4,437 35.0 * 출처 : KOTRA(2018), 글로벌로봇산업시장동향및진출방안 을바탕으로추정 스포츠시뮬레이터로봇모션플랫폼시장규모의전망을위해서비스로봇시장규모와모션시뮬레이션시장규모로살펴보면, 서비스로봇에대한사회적요구가다양해짐에따라서비스로봇의시장도확대되고있고, 국방수요가중심이되고있는모션플랫폼은스포츠를포함하여제조, 교육, 의료등전방위로확산되면서시장이확대될전망 세계서비스로봇시장규모는 2015년 81억달러에서연평균 17.36% 증가율을보이며 2020년에는 180억달러로성장예상 (MarketsandMarkets, 2015.12) 국제로봇연맹 (IFR) 에따르면전체로봇시장에서서비스로봇시장의비중은 2015년기준으로 38% 정도로추정 (IFR, World Robotics 2016) 세계서비스로봇시장에서엔터테인먼트및레저로봇시장규모는 2016년 2.1백만대에서 2017년 2.5백만대 (1.1억달러 ) 로약 22% 증가가예상되며, 2018년부터 2020년까지 10.5백만대 (7.5억달러 ) 로연평균 20~25% 성장할것으로전망됨 (IFR, 2017) 159

전략품목현황분석 Entertainment and Leisure Robots * 출처 : IFR, Executive Summary World Robotics 2017 Service Robots [ 엔터테인먼트및레저로봇세계시장현황및전망 ] 세계모션시뮬레이션시장규모 (Automotive, Defense, Entertainment, Healthcare, Mining, R&D, Sports, and Textile 모두포함 ) 는 2015 년 326.4 억달러에서연평균 6.97% 씩증가해 2020 년에 457.2 억달러에도달할것으로전망 (MarketsandMarkets, 2015.4) * 출처 : Press Releases, Investor Relation Presentations, Annual Reports, Expert Interviews, and MarketsandMarkets Analysis(2015) [ 모션시뮬레이션세계시장현황및전망 ] 모션시뮬레이션시장점유율은북미가가장많은 56% 의점유율을보이고있고 (2014년), 이는 2015년에서 2020년사이연평균 5.50% 씩증가할것으로전망 아시아-태평양시장과기타세계시장 (Rest of World) 에서는 2015년에서 2020년사이휴먼모션시뮬레이션이각각연평균 11.73%, 11.24% 씩증가할것으로전망 스포츠분야의휴먼모션시뮬레이션시장은 2014년북미와유럽의비중이매우크고 2015년부터 2020년까지연평균 11.79% 와 11.84% 증가할것으로전망되나, 아시아태평양지역과나머지지역에서 13.4% 와 14% 로더높은성장률을보일것으로전망 160 160

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 [ 스포츠분야휴먼모션시뮬레이션세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 지역구분 15 16 17 18 19 20 CAGR North America 18.97 21.06 23.60 26.27 29.53 33.12 11.79 Europe 21.81 24.23 27.17 30.25 34.01 38.15 11.84 Asia-Pacific 10.46 11.78 13.41 15.13 17.27 19.62 13.40 Rest of the World 1.70 1.92 2.20 2.49 2.86 3.27 14.00 Total 52.93 58.99 66.38 74.14 83.67 94.15 12.21 * 출처 : Press Releases, Investor Relation Presentations, Annual Reports, Expert Interviews, and MarketsandMarkets Analysis(2015) 가상시뮬레이션시장에서가장큰비중을차지하고있는항공시뮬레이터와밀리터리시뮬레이터시장은고비용, 고위험의훈련을안전하고경제적이며효과적으로대체할수있다는장점으로인해고속성장중 세계항공시뮬레이터시장은 2016년 61.8억달러에서 2021년 75.4억달러로연평균 4.1% 씩증가할전망 (MarketsandMarkets, 2016.9) 밀리터리시뮬레이션과가상훈련시장은 2016년 133억달러에서 2026년 177억달러로연평균 2.9% 씩증가할전망 (Strategic Defence Intelligence, 2015.10) 항공시뮬레이터는전체밀리터리시뮬레이션시장의 59% 를차지해 78.5억달러일것으로예측 밀리터리시뮬레이션시장은북미에서 36.4% 를차지해가장많은점유율을보이며, 그이후유럽과아시아-태평양시장이각각 25.4%, 25.2% 를차지 가상현실시장과콘텐츠시장은국방, 제조, 미디어, 교육, 스포츠등의다양한분야로확대되고있어스포츠산업과관련한스포츠시뮬레이터로봇실감재현콘텐츠, 상호작용, 응용서비스기술시장도빠르게성장할것으로전망 가상현실세계시장은 2016년 22억달러에서 2025년 800억달러규모로성장전망 (Goldman Sachs, 2016) IDC는가상현실세계시장규모를 2016년 33억달러에서 2020년 848억달러로성장할것으로전망 (IDC, 2016) Digi-Capital은가상현실과증강현실세계시장이 2016년 50억달러에서 202년 1,500억달러로급격히성장할것으로전망 (Digi-Capital, 2016) 세계가상현실게임소프트웨어시장은 2015년 12.6억달러에서 2020년 36.2억달러로연평균 23.6% 증가할전망 (Transparency Market Research) 세계디지털콘텐츠시장은가상현실과증강현실시장규모를합하여 2014년 963억달러에서 2020년 1,540억달러규모로성장할것으로전망 ( 소프트웨어정책연구소, 2015) 161

전략품목현황분석 세계스포츠산업규모는 2015년기준 1조 5,000억달러 ( 약 1,713조원 ) 로추정되고있음 ( 문화체육관광부, 2015 스포츠산업백서 ) 국가별로스포츠산업의범위의차이가있지만, 미국의스포츠산업규모는 2015년기준으로 4,984억달러 ( 약 569조원 ) 로추정 영국이 2012년기준 389억파운드 ( 약 54조원 ), 독일이 2010년기준 774억유로 ( 약 96조원 ) 로추정 중국이 2014년기준 1.36조위안 ( 약 221조원 ), 일본이 2012년기준 11조 4천억엔 ( 약 125조원 ) 으로추정 162 162

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 (2) 국내시장 국내스포츠시뮬레이터로봇시장규모는 2017년기준 234.4억원으로추산되며, 연평균성장률은 12.3% 로국내시장의고성장을유지하여 2022년에는 413.5억원규모의시장으로성장할것으로예상 스포츠시뮬레이터로봇시장규모현황과전망에서는골프시뮬레이터와같은모션플랫폼이없는스크린스포츠시장은제외하고예측함 [ 스포츠시뮬레이터로봇분야의국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 국내시장 234.4 260.0 292.5 327.9 368.2 413.5 12.3 * 출처 : 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 (2016-10), 디지털콘텐츠산업분석자료, Transparency Market Research 자료로추정계상 국내모션플랫폼시장도국방시뮬레이터와항공시뮬레이터중심으로시장이형성되고있으나스포츠시뮬레이터에대한수요도점차증가할것으로전망 국내서비스로봇시장규모는 2015년 1.51억달러 (1,782억원 ) 에서연평균 17.92% 증가율을보이며 2020년에는 3.45억달러 (4,071억원 ) 로성장예상 (MarketsandMarkets, 2015.12) 2017년로봇산업실태조사보고서에따르면전문서비스로봇과개인서비스로봇을포함한전체서비스로봇의 2017년국내매출액은 3,775억원으로나타났으며, 2015년부터연평균 4.6% 씩증가중 국내가상훈련시스템시장규모는 2013년 2,753억원, 2015년 2,939억원규모에서 2022년 4,133억원으로확대될것으로전망 (KEIT PD Issue Report, 2016.10) 국내가상현실및콘텐츠시장은몰입형가상현실을중심으로저변을확대할것으로예상되며킬러앱이될수있는스포츠콘텐츠에대한수요도증가할것으로전망 2016년피트니스웨어러블기기출하량이약 9천만대에달하고, 2017년국내스포츠콘텐츠시장은약 5조원으로성장할것으로전망 ( 과학기술정보통신부 ) 국내시뮬레이션기반콘텐츠시장은 2015년 3,621억원규모에서 2017년 4,752억원규모로증가할것으로전망 ( 디지털콘텐츠산업실태조사, 2014.11) 163

전략품목현황분석 [ 가상현실하드웨어및콘텐츠국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 15 16 17 18 19 20 CAGR 하드웨어 8,805 12,678 18,225 26,286 37,848 54,497 40.6 콘텐츠 831 1,057 1,346 1,713 2,180 2,774 27.3 합계 9,636 13,735 19,601 27,999 40,028 57,271 39.7 * 출처 : 한국VR 산업협회, 2015 2016 스포츠산업실태조사결과에의하면, 국내스포츠산업규모는매출액기준 2015년 65조 1,450억원으로 2014년 63조 1,490억원과비교할때 3.16% 증가하였으며, 국내총생산 (GDP) 대비 4.16% 를차지하는것으로추정 ( 문화체육관광부 ) 新분류기준의스포츠산업을영위하는사업체는전년대비 1,057개늘어난 93,350개로추정되고, 스포츠산업종사자수는 38만 3천명으로 2014년대비 1만여명이늘어난것으로나타남 舊분류기준으로 2015년매출액은 42조 9,110억원으로집계되었으며, 2015년스포츠산업을영위하는사업체는전년대비 4,861개가늘어난 7만 6,001개로추정 문화체육관광부스포츠산업기술기반조성사업 R&D 지원금액은 2013년 15개과제 69억원, 2014년 24개과제 81억원, 2015년 25개과제 85억원규모임 스포츠산업의중요성에비해스포츠산업의연구개발에대한직접적인지원은 2015년기준전체연구개발사업 (54,442개) 대비 0.046%(25개 ) 로매우부족한실정 (2015 스포츠산업백서 ) 164 164

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 (3) 무역현황 스포츠시뮬레이터로봇또는스포츠시뮬레이터라는품목으로수출입통계가집계되지않아무역현황을분석하는데한계가있어수출품목중골프시뮬레이터가포함되는품목 (HSK 9506.39-9000) 의무역현황을살펴보았으며, 수출량에비하여수입량이증가하는추세임 수출현황은 13년 1,065만달러에서 17년 1,292만달러수준으로소폭증가하였으며, 수입현황은 13년 499만달러에서 17년 1,156만달러수준으로증가하여무역수지흑자폭이감소 최근 5년 ( 13~ 17년) 간연평균성장률을살펴보면수출금액은 4.9% 증가하고수입금액은 23.3% 로증가한것으로나타남 무역특화지수는 13년(0.36) 부터 17년(0.06) 까지감소한것으로나타나수출특화상태가약화되고있는것으로나타났으며, 국내의골프시뮬레이터제품의해외시장진출이정체되고있는것으로분석 새로운실감스포츠시뮬레이터기술의개발을통해新시장을개척하고스포츠산업과타산업의융복합을통한사업영역의확장이필요함 [ 스포츠시뮬레이터로봇관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 13 14 15 16 17 CAGR 수출금액 10,651 10,311 10,035 10,751 12,915 4.9 수입금액 4,992 7,057 7,989 9,733 11,556 23.3 무역수지 5,659 3,254 2,046 1,018 1,359-30.0 무역특화지수 * 0.36 0.19 0.11 0.05 0.06 - * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 출처 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 165

전략품목현황분석 3. 기술분석 가. 기술개발이슈 연구개발동향 실제모션에가까운실감구현 최신 ICT 기술과의접목및다양한산업과의연계 사용자인터랙션강화및맞춤형서비스제공 단순한움직임과반응력을시뮬레이션하는모션플랫폼에서모션의정밀도를높이기위해다자유도방식과전기식액추에이터기반의모션플랫폼확대 고출력, 부드러운움직임, 일정압력유지용이, 단전에대한안전등의장점을가진하이드롤릭기반모션플랫폼은고가의초기설치비용과오일누수등환경문제와유지보수비용문제로인한단점으로인해시장정체 전기식액추에이터방식은에너지효율성이좋고유지보수비용과인프라구축비용이상대적으로저렴하고소프트웨어기반의제어가용이하기때문에시장이확대되고있으며, 갑작스런전원공급중단에대한대응과고장에대한안전보장기술적용필요 단축또는 2~3축의움직임을표현하는모션플랫폼에서정밀한모션의제어가가능한 6자유도모션플랫폼이주력으로개발되고있으며, 실감자유도를표현하기위한더많은자유도를가지는엔터테인먼트용시뮬레이터로봇에대한기술개발도진행 특화모션플랫폼또는공통플랫폼을기반으로다종목지원기술개발 사이클, 승마, 요트, 스키, 스노보드, 봅슬레이등과패러글라이딩, 레이싱, 산악바이크와같은익스트림스포츠의각종목에특화한모션플랫폼개발 범용의다자유도모션플랫폼을베이스로하고교환식기구부모듈을교체하여다양한종목을하나의공통플랫폼을이용하여확장지원 좁은공간에서전후좌우로이동할수있도록하는옴니트레드밀이나버툭스옴니, 앉기, 엎드리기, 점프동작까지가능한버추얼라이저와같은가상공간이동용모션플랫폼이개발되면서이에적합한유형의엔터테인먼트용으로적용예상 자연스러운전방향모션과중력감을제공하기위한다양한시도 독일막스플랑크연구소는케이블에연결된정20면체의탑승장치가공중에서자유자재로움직이며무선가상현실기기와연결되어탑승자가보는영상에맞게탑승장치가움직이도록하여속도감은물론중력까지느낄수있는케이블로봇시뮬레이터구현 프랑스몽펠리에대학은로봇암을기반으로 3차원모션조정을허용하는 8 자유도를특징으로하고, VR 헤드셋과함께사용하여지각연구에서기내시뮬레이션에이르는다양한실험을도울수있는 CyberMotion Simulator 개발 166 166

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 KUKA, Kawasaki 등도대형수직다관절로봇, 즉로봇암을이용하여넓은공간에서의크고자유로운움직임을통해어트랙션을제공하거나가상현실기술과연계하여현실감을극대화시도 Krush Moveo, FLY-Motion, Aorus 시뮬레이터등은 360도또는 720도회전을제공하여콘텐츠상황에적합하도록뒤집어지는현실감을그대로전달함 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇모션플랫폼과실감콘텐츠의접목뿐만아니라몰입환경을극대화하기위한다양한실감효과를재현하기위한장치와신기술도입 사용자의몰입도향상을위한콘텐츠의고실감표현노력과모션플랫폼과의자연스러운피드백연동을통한실감효과극대화 균형, 경사, 속도등의각종운동감각표현과시각, 청각, 후각, 촉각, 평형감각등의오감제시를위한실감환경효과발생장치의통합전장부와오감효과생성시스템기술개발 가상현실, 증강현실, 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷, 스마트웨어기술등최신 ICT 기술을적용하여새로운시장창출가능 가상현실, 증강현실기술의개화로이를적용한엔터테인먼트용시뮬레이터로봇시스템의개발필요. 이러한기술을활용한시뮬레이터제어와인터랙션이중요한화두로거론 저발열, 저전력, 초소형모바일컴퓨팅기술의발전과근접통신기술과각종센서기술의발달로웨어러블장치기술과의접목시도를통한신시장창출 가상현실플랫폼주도권확보를위한글로벌기업들의가상현실플랫폼생태계확대 가상현실시장을새롭게연오큘러스는 PC기반의고품질가상현실플랫폼으로강력한영향력을발휘하고있고, 소니는안정적인독자게임생태계를보유를기반으로플레이스테이션 VR을출시 PC기반의페이스북 ( 오큘러스 ) 과 HTC를비롯하여, 모바일기반의삼성전자와 LG전자등이가상현실디바이스경쟁과더불어실감형콘텐츠개발에박차 페이스북, 구글, HTC 등주요기업들은자사의기기에서개발한콘텐츠를구동할수있는서비스플랫폼개발병행 방대한인터넷트래픽요구에따라유선인터넷, 이동통신, 방송망까지새로운네트워크고도화에대비 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇분야에서도사용자중심및사용자친화적인제품이나서비스가시장을주도할것으로예상되며이와관련한사용자인터랙션기술의강화 인간의다양한감각을자유롭게이용하려는욕구가커지면서기존의기계에인간을맞추려는시스템에서기계를인간에맞추려는기술및제품개발로의변화시도 터치가아닌다른방식의인터랙션인터페이스의필요성이높아지면서동작인식기술이주목받고있고, 주로영상인식 / 분석기술에기반하고있으나다른형태로구현될가능성도제기 167

전략품목현황분석 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇환경에서사용자맞춤형운동관리와맞춤형트레이닝등의응용서비스기술제공을통한활성화기대 웨어러블기기를이용하여칼로리소모량, 운동시간, 운동거리, 걸음횟수등의운동량을측정하거나실시간음성코치를지원하는개인러닝트레이닝시스템출시 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇환경에서사용자신원, 성별, 연령, 위치, 행동및감성상태등복합적인상황정보를인지하여개별맞춤형서비스를제공하는기술개발진행 실제모션에가까운실감구현 단순한움직임과반응력을시뮬레이션하는모션플랫폼에서모션의정밀도를높이기위해다자유도방식과전기식액추에이터기반의모션플랫폼으로확대 고출력, 부드러운움직임, 일정압력유지용이, 단전에대한안전등의장점을가진하이드롤릭기반모션플랫폼은고가의초기설치비용, 오일누유및유출등의환경문제, 유지보수비용문제로인한단점으로인해시장정체 전기식액추에이터방식은에너지효율성이좋고유지보수비용과인프라구축비용이상대적으로저렴하고소프트웨어기반의제어가용이하기때문에시장이확대되고있으며, 갑작스런전원공급중단에대한대응과고장에대한안전보장기술적용필요 단축또는 2~3축의움직임을표현하는모션플랫폼에서정밀한모션의제어가가능한 6자유도모션플랫폼이주력으로개발되고있으며, 실감자유도를표현하기위한더많은자유도를가지는엔터테인먼트용시뮬레이터로봇이나새로운유형의모션플랫폼에대한기술개발도진행 보다자연스럽고현실감있는전방향모션과중력감을제공하기위한노력 좁은공간에서전후좌우로이동할수있도록하는옴니트레드밀과버툭스옴니, 앉기, 엎드리기, 점프동작까지가능한버추얼라이저와같은가상공간이동용모션플랫폼개발 독일막스플랑크연구소는케이블에연결된정20면체의탑승장치가공중에서자유자재움직임을통해속도감은물론중력까지느낄수있는케이블로봇시뮬레이터구현 프랑스몽펠리에대학은로봇암을기반으로 3차원모션조정을허용하여 8 자유도를특징으로하는 CyberMotion Simulator 개발 KUKA, Kawasaki 등도대형수직다관절로봇, 즉로봇암을이용하여넓은공간에서의크고자유로운움직임을통해어트랙션을제공하거나가상현실기술과연계하여현실감을극대화시도 Krush Moveo, FLY-Motion, Aorus 시뮬레이터등은 360도또는 720도회전을제공하여콘텐츠상황에적합하도록뒤집어지는현실감을그대로전달함 실감콘텐츠접목뿐만아니라몰입환경을극대화하기위해다양한실감장치와신기술도입 사용자의환경몰입도향상을위한콘텐츠의 피드백연동을통한실감효과극대화 고실감표현노력과모션플랫폼과의자연스러운 168 168

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 균형, 경사, 속도등의각종운동감각표현과시각, 청각, 후각, 촉각, 평형감각등의오감제시를위한실감환경효과발생장치의통합전장부와오감효과생성시스템기술개발 실감콘텐츠기술은현재청각및시각속성구현개선과일부후각및촉각속성구현을중심으로이루어짐. 오감의통합적모방, 현실수준의사실성높은복제및모델링, 고도의인공지능을활용한사용자반응에의적극적대응또는감성적반응이가능하도록상호작용기술개발시도 사용자의명시적요구에반응하는인터랙션기술뿐만아니라사용자의묵시적의도및상황을파악하고다감각의통합적활용을통한직관성높은실감상호작용지원을위한기술개발시도 최신 ICT 기술과의접목및다양한산업과의연계 가상현실, 증강현실, 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷, 스마트웨어기술등최신 ICT 기술을적용하여새로운시장창출가능 가상현실, 증강현실기술의개화로이를적용한엔터테인먼트용시뮬레이터로봇시스템의개발필요. 이러한기술을활용한시뮬레이터제어와인터랙션이중요한화두로거론 저발열, 저전력, 초소형모바일컴퓨팅기술의발전과근접통신기술과각종센서기술의발달로웨어러블장치기술과의접목시도를통한신시장창출 가상현실플랫폼주도권확보를위한글로벌기업들의가상현실플랫폼생태계확대 가상현실시장을새롭게연오큘러스는 PC기반의고품질가상현실플랫폼으로강력한영향력을발휘하고있고, 소니는안정적인독자게임생태계를보유를기반으로플레이스테이션 VR을출시 PC기반의페이스북 ( 오큘러스 ) 과 HTC를비롯하여, 모바일기반의삼성전자와 LG전자등이가상현실디바이스경쟁과더불어실감형콘텐츠개발에박차 엔터테인먼트용시뮬레이터관련가상현실기술개발은아직스크린시뮬레이터수준에머물러있고가상현실디바이스에적용할콘텐츠도부족하지만가능성은무궁무진 사용자인터랙션강화및맞춤형서비스제공 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇분야에서도사용자중심및사용자친화적인제품이나서비스가시장을주도할것으로예상되며이와관련한사용자인터랙션기술의강화 인간의다양한감각을자유롭게이용하려는욕구가커지면서기존의기계에인간을맞추려는시스템에서기계를인간에맞추려는기술및제품개발로의변화시도 터치가아닌다른방식의인터랙션인터페이스의필요성이높아지면서모션인식기술에주목하고있고, 주로영상인식 / 분석기술에기반하고있으나다른형태로구현될가능성도제기 169

전략품목현황분석 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇환경에서사용자맞춤형운동관리와맞춤형트레이닝등의응용서비스기술제공을통한활성화기대 웨어러블기기를이용하여칼로리소모량, 운동시간, 운동거리, 걸음횟수등의운동량을측정하거나실시간음성코치를지원하는개인러닝트레이닝시스템출시 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇환경에서사용자신원, 성별, 연령, 위치, 행동및감성상태등복합적인상황정보를인지하여개별맞춤형서비스를제공하는기술개발진행 모션시뮬레이션플랫폼은하이드롤릭기반보다는액추에이터기반이주력으로, 북미와유럽중심에서아시아태평양지역으로시장이확대되고있음 Bosch Rexroth, CAE(Canadian Aviation Electronics), Dassault Systems, Exponent, Human Solutions, Moog, SantosHuman, Siemens, Thoroughbred Technologies 등의업체가세계시장을주도하고있음 모션시뮬레이션플랫폼은국방및항공시뮬레이터모션플랫폼과가상훈련시스템을주력으로하고있지만엔터테인먼트, 헬스케어, 스포츠, 게임등다양한분야로확장되고있음 Infinadeck, Virtuix, Cyberith 등의업체에서좁은공간에서전방향으로이동가능한가상공간이동장비를출시함에따라이를기반으로하는다양한스포츠시뮬레이터로봇시스템의출현예상 스크린골프시뮬레이터의대중화에따라스크린야구, 스크린축구등다양한스크린시뮬레이터시장형성 스크린골프는 1990년대초미국, 독일, 일본등에서시뮬레이션기술을적용하면서시작되었지만, 1990년대후반부터 IT기술이접목되면서주목을받음 골프존을비롯한국내기업들이세계시장의점유율을높여가고있으며, 미국의 Aboutgolf, Fullswing 등이경쟁하고있음 최근에는야구, 축구, 농구, 하키, 테니스, 승마, 사격, 양궁등다양한종목으로스크린스포츠시뮬레이터가출시되고있으며업체간의선점경쟁점화 엔터테인먼트용시뮬레이터를개발하는전문중소기업의성장과 VR 테마파크, VR방등체험시설을중심으로시장형성 승마시뮬레이터는영국 Racewood사에서관련지적재산권을확보하고승마훈련에적합한다양한시뮬레이터제품군을출시하며시장을형성하였으나, 국내의승마시뮬레이터전문업체들이우수한기술력을바탕으로시장경쟁 소수매니아층만체험할수있던패러글라이딩, 레이싱, 산악바이크등의익스트림스포츠에대한수요증가로가상현실기반으로한익스트림스포츠시뮬레이터기술개발진행 일본은 PSVR과하이엔드 PC기반게임과엔터테인먼트, 테마파크를중심으로성장하고있고, 중국은대규모 VR테마파크를중심으로성장중이며, 우리나라는 VR 체험시설을중심으로시장이형성되기시작한단계로브이알플러스, 브리즈, 캠프브이알등에서 VR 체험시설영업중 170 170

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 실감콘텐츠, 사용자인터랙션, 교육및평가등엔터테인먼트용시뮬레이터로봇시장의활성화를위한관련기술개발필요 콘텐츠개발은 Unity와 Unreal이주로사용되고있으며, 국내업체의기반기술수준은취약한반면콘텐츠제작은글로벌기술경쟁력을보유 구글, 페이스북, 애플, 삼성, 소니등세계선진기업을중심으로실감콘텐츠공급을위한유통및서비스인프라구축과생태계플랫폼경쟁확대 사용자인터랙션, 교육및평가관련분야도산학연협력을통한기술개발과중소기업의참여확대방안마련등을통해시장활성화필요 [ 제품분류별주요기업 ] 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 사용자식별, 영상 / 음성인식, 감성 / 자세 / 위치 / 상황인식, 센서정보융합, 운동감각표현, 맞춤형서비스, 상호작용인터페이스 생체정보측정처리, 운동기능학습, 활동모니터링, 모션 DB, 코칭소프트웨어, 데이터분석, 운동관리, 평가 / 검증 가상 / 증강현실장치, 웨어러블기기, 센서장치, 디스플레이, 데이터기록장비, 유무선통신, 환경정보수집및인식 해외기업 Bosch, Festo, CAE, Moog, Siemens, Cruden, Gilderfluke, XSimulator, Racewood, Cyculus, Infinadeck, Virtuix, Cyberith, Owatch Matterport, Jaunt, EA, Crytek, Unity, Epic Games, Focaltron, AboutGolf, Nvidia, Trinigy Google, Facebook, Amazon, Apple, Intel, Microsoft, Visual Sports, PowerAlley Interactive, GestureTek, Viewdle, NeuroSky IBM, SAP, Sensatex, Sports motion, Omron, Polar, Nike, Adidas, RedLake, Codamotion, SkyTechSport, Nielsen Sports Microsoft, Apple, Richo, Facebook, HTC, Sony, Nokia, Gopro, InvenSense, Intel, Xsens, CyberGlove, Triax, K-vest 국내기업 모션디바이스, 피엔아이컴퍼니, 도담시스템스, 이노시뮬레이션, 모션하우스, 에스엠로보틱스, 유도스타자동화, 썬에어로시스, 그리드스페이스 CJ CGV, KT, 골프존, 브이알미디어, 매크로그래프, 지오아이티, 베레스트, 레드로버, 피디케이리미티드, 덱스터스튜디오 삼성전자, SKT, KT, 네이버, 카카오, 보이스웨어, 셀바스에이아이, 링크데이타, 바이오큐브, 유디피, 비솔, 인텔리빅스 인바디, 비트컴퓨터, 유비케어, 모션테크놀로지, 스페이스일루젼, 에스씨미디어, 디오텍, 솔트웍스 삼성전자, LG 전자, 엠씨넥스, 한국미디어테크, LG 유플러스, SKT, 시공테크, 키네틱랩, 세영정보통신, 이공이비피엠 171

전략품목현황분석 주요정부부처에서는대학및연구기관이보유한첨단연구장비를공동활용할수있도록지원하는연구장비공동활용지원서비스를운영 중소벤처기업부산하중소기업기술정보진흥원을통해대학및연구기관이보유한연구장비를소프트웨어의중소기업공동활용을지원하여국가장비활용도제고와중소기업기술경쟁력향상도모 과학기술정보통신부국가연구시설장비진흥센터는기반구축형연구장비의효율적운영체계마련을목적으로장비활용종합포털사이트 ZEUS를통해국가연구시설 장비의활용극대화를위해필요한정보를체계화하고모두가편리하게이용할수있도록최상의서비스를제공 산업통상자원부, 한국산업기술평가관리원, 한국에너지기술평가원, 한국산업기술진흥원에서는산업기술개발장비공동이용시스템인산업기술개발장비시스템 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 국민체육진흥공단한국스포츠개발원에서는스포츠산업의잠재가능성발굴및인식의저변확대를위한다양한사업을수행 스포츠산업기술연구개발지원사업을통해스포츠와기술을접목한고부가가치스포츠용품기술개발및중소기업경쟁력강화를위한기술개발지원 지역융 복합스포츠산업기반확충사업을통해 ICT융복합스포츠산업육성을통한지역의신성장동력과새로운일자리창출을위한스포츠산업융 복합지역거점센터를운영하고, 스포츠자원과타산업의융복합으로콘텐츠개발및사업화를통한지역경제및스포츠산업활성화도모 정부부처간협력을통해융복합산업협의체구성과체험시설구축, R&D 투자확대및글로벌확산을위한정책지원 문화체육관광부는 사람이있는문화 문화비전 2030을선포하고, 산업간융합영역 ( 콘텐츠 + 기기 + 플랫폼, 예술 + 기술 ) R&D 투자를확대하고, 스포츠산업시장환경변화에적극대응하고내실있는산업성장체계를구축하기위해 제3차스포츠산업중장기발전계획 을발표 과학기술정보통신부는엔터테인먼트분야를시작으로가상 증강콘텐츠와산업간융합을통한디지털콘텐츠플래그십프로젝트확대 산업통상자원부는성장가능성이높은산업분야를선정하여정부지원을집중하기위해지능형로봇, 착용형스마트기기, 실감형콘텐츠, 가상훈련시스템등이포함된 19대미래성장동력분야발굴 172 172

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 [ 19 대미래성장동력 ] 주력산업미래신산업공공복지 에너지산업기반산업 스마트자동차 심해저해양플랜트 5G 이동통신 고기능무인기 지능형로봇 착용형스마트기기 실감형콘텐츠 스마트바이오생산시스템 가상훈련시스템 맞춤형웰니스케어 신재생에너지 하이브리드시스템 재난안전관리스마트시스템 직류송배전시스템 초임계CO2 발전시스템 융복합소재 지능형반도체 지능형사물인터넷 빅데이터 첨단소재가공시스템 * 출처 : 산업통상자원부 가상현실콘텐츠의안전한이용환경과개발자네트워킹을강화하고법과제도적기술뒷받침을위한방안마련 가상현실콘텐츠이용가이드라인과가상현실콘텐츠의안전성확보및품질향상을위한가상현실콘텐츠제작절차등을마련하고, 가상훈련놀이기구및엔터테인먼트용시뮬레이터등을포함한가상현실콘텐츠소비에따른인체영향과관련된정책연구추진 가상현실콘텐츠산업협회등을통한기업간네트워킹강화하고, 기반기술, 표준, 특허, 기술동향등을논의할수있는기술교류의장을지원 과학기술정보통신부와문화체육관광부공동으로콘텐츠민관합동협의회및이슈별관계부처가참여하는협력창구구축을추진하고, 소비자안전등을위해발생가능한위험요인에대한안전성검사제도개선검토 173

전략품목현황분석 나. 주요기업동향 (1) 해외업체동향 모션플랫폼은국방, 산업용에서스포츠, 게임, 엔터테인먼트분야로확대되고있으며, 단순한움직임과반응력을모사하는플랫폼에서모션의자유도와정밀도를높이고가상현실기술과의접목을통해사실감을증가하는방향으로기술개발 Bosch Rexroth는전기구동방식의 3자유도및 6자유도모션플랫폼을출시, 캐빈시뮬레이션과비행시뮬레이션등에적용 Cruden은모터스포츠용시뮬레이터인 Hexatech 개발하였으며, 병렬형스튜어트플랫폼을이용하여 6자유도를구현하고스티어링피드백시스템적용 Gilderfluke는작지만효율성이높은 6축공압방식모션플랫폼을출시하였으며, 지면으로부터 60cm 이하로작고가볍고움직임도빠르며충분한구동력을발휘 SkyTechSport는대형슬라이딩시스템과대형화면을사용해실감콘텐츠를제공하는스노보드와스키시뮬레이터인 Alpine Simulator, Downhill Pro Simulator 제품판매 Racewood는 Dressage Simulator, The Ridemaster, The Riding Simulator, Walk & Trotting Simulator, Cantering Simulator 등의다양한승마시뮬레이터제품판매 Owatch와 SOMNIACS는비행하기위한조작을직관적으로제공하여날고싶은꿈을실현시켜주는버들리 (Birdly) 비행시뮬레이터를개발 VR 바이크시뮬레이터 Cyculus는바퀴는없고페달만있는데, 오큘러스 HMD를머리에쓰고 3D로만든가상의산악지형을달리는실제같은경험을전달 Infinadeck의옴니트레드밀은전후좌우로걸을수있도록만든장치로좁은공간에서실제처럼이동할수있으며, 유사가상공간이동장비로 Virtuix의 Omni, Cyberith의 Virtualizer 등이있음 FLY-Motion 시뮬레이터는고정된베이스에장착된비행조종실로전후좌우 4개방향의축을중심으로 360도회전을제공하여곡예비행을수행가능 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 174 174

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 Microsoft의 Kinect는별도의게임컨트롤러없이 Xbox를제어하고상호작용가능하게하는장치로, 카메라모듈이장착되어모션캡처로사용자의동작을인식 Triax Technologies의 SIM(Smart Impact Monitor) 센서는헤드밴드나스컬캡에내장할수있는웨어러블센서로스포츠선수의머리에가해지는충격의강도와빈도를기록할수있음 미국 K-vest에서는무선모션측정센서가내장된조끼형태의착용형시스템 K-vest, K-trainer, K-health 개발, 사용자의모션을정량적으로관찰하고이를토대로피드백제공이가능 실감재현콘텐츠, 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 엔터테인먼트용시뮬레이터모듈과사용자와의상호작용을위해필요한사용자검출, 추적, 음성인식, 다중센서융합, 행동인식, 자세분석등의연구개발이진행되고있으며, 고속카메라를이용한영상분석기술도주목받고있음 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 175

전략품목현황분석 교육및평가와관련한신체신호측정, 인체동작인식, 운동기능학습관련장치와분석기술이다수출시되고있으며, 빅데이터기반분석솔루션도주목받는기술임 IBM은 Watson의스포츠분야진출을위해 Triax Technologies, Spare5, 113 Industries사와전략적제휴를발표. 운동선수의역량을높이거나팬들의경험을재정의하는데활용 Sensatex의 SmartShirt와 VivoMetrics의 VivoChampion 등은라이프셔츠기술로생체역학적인인체의움직임과생리적신호를측정하고분석하여시각화하고모니터링하여사용자의상태체크 미국의 Sports motion은촬영영상으로부터모션의각도, 거리, 속도등을측정하고이를선수동영상데이터베이스와비교하는코칭소프트웨어 Pro-trainer motion analysis software 개발 SAP는빅데이터분석솔루션개발에적극나서고있으며, 인메모리데이터베이스 HANA를이용하여스포츠데이터의빠른처리에활용 (2) 국내업체동향 국내시뮬레이터모션플랫폼은고가의외산개발도구나시스템에대한의존도가높은편이며, 항공기, 차량, 국방등의연구용시뮬레이터들이주를이루고있지만, 일부기업에서엔터테인먼트용시뮬레이션을위한모션플랫폼개발이이루어지고있음 국내시뮬레이터업체들은입체영화관용 4D 모션시뮬레이터를제품화하였고, 전후좌우움직임과뒤틀림을제공하고진동, 바람, 향기효과연출도가능 단순반복적인모션에의존한기구에단조로움을극복하고엔터테인먼트요소를가미한시뮬레이터제품이개발되고있음 승마시뮬레이터는기마로보의 ELMA, 홍진레포츠의 HHRS승마, SM로보틱스의탑홀스, 유성의웰마, 인퍼니의다크호스, 대원포티스등에서제품출시 딩기요트를체험할수있는요트시뮬레이터는유도스타자동화등에서개발하였고, 가상현실 HMD를이용하여설원을체험할수있는스노보드시뮬레이터는한국플라잉피쉬등에서개발 바이크시뮬레이터, 레이싱시뮬레이터, 스카이어트랙션등과같은익스트림스포츠를경험할수있는시뮬레이터도지오아이티, 모션디바이스, 피엔아이컴퍼니등에서개발 가상현실기술을접목한슈팅시뮬레이터, 레이싱시뮬레이터, VR 테마파크를이한체감형어트랙션시뮬레이터등은모션디바이스, 모션하우스, 에이디엠아이등에서개발 국방, 자동차, 철도등의분야에서가상훈련을위한모션시뮬레이터플랫폼은도담시스템즈, 이노시뮬레이션, 피엔아이컴퍼니등에서개발 국내에서도가상현실시뮬레이션용품및웨어러블기기등과관련하여기술개발에참여하고있으나미국이나유럽의선진기업에비해기술격차가큰편임 삼성전자와 LG전자의 HMD와기반디스플레이기술이글로벌시장경쟁력을확보하고있으므로, 디스플레이및 HMD 등을중심으로국내우수한디바이스기술력과강소소프트웨어및솔루션기업간협업을통해글로벌경쟁력확보필요 176 176

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 생체신호를이용하여사람의감정상태, 스트레스, 주의집중도, 심신안정도, 정신적작업량등의정신적상태를측정하고조절하는데도움이되는웨어러블디바이스개발진행 가상현실산업육성을위해정부에서는평창동계올림픽종목가상체험을위한 VR 게임콘텐츠제작지원및체험관구축 실감콘텐츠, 실감렌더링, 리얼타임엔진등의기반기술력은취약하고핵심저작도구의해외의존도는높으나, 글로벌수준의콘텐츠개발과 ICT 제조경쟁력을보유하고있음 국내문화와한류콘텐츠는세계적으로각광받고있으나, 실감서비스콘텐츠는아직부족하므로, 문화, 한류와가상현실기술을결합한다양한콘텐츠개발시도 3D와증강현실저작도구기술을보유하고있으나범용적활용은미미한수준으로자체저작도구이용 VR제작역량이취약한반면, 부분적으로 Unity와 Unreal 플러그인형태의기술력보유 골프공의초기속도, 탄도각, 방향을측정하고, 가상현실기술을접목한스크린골프시뮬레이션시스템을골프존, 알바트로스, 엑스골프등에서개발하여대중화시킴 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇사용자인터랙션은사용자의몰입도를높이고자연스러운상호작용을위해필요한기술로국내의여러연구기관에서기반기술에대한연구진행 한국전자통신연구원에서는사용자맞춤형서비스를제공하고시뮬레이터환경에최적화된인식기술을제공하는스포츠시뮬레이터사용자맞춤형서비스용단위인식기술을개발 한국과학기술연구원은감성중심의상호작용을위한로봇플랫폼을개발하고, 터치와음성으로부터지각정보와상황정보를융합하여감정을표현하는기능을개발 서울대학교는다중감각통합기능과감정 / 정서 / 인지활동연구, 다양한감각정보들이통합되는양상과그에따른상호작용의발생등인간행동과관련된다양한분야에걸쳐연구진행 한국과학기술원은인간-로봇상호작용핵심연구센터를통해로봇의감성인지및표현과인터랙션에관련된다수의연구수행 신체신호측정, 인체동작인식, 운동기능학습관련장치와분석등을포함하여교육및평가와관련한기술개발도진행 다양한센서를사용하여개인의체력, 나이등의생체정보, 환경정보와같은사용자상황정보를수집하여인식하고운동효과를분석하는시스템개발이진행됨 모션테크놀로지의 Visual3D 소프트웨어는측정한데이터를이용하여 3차원동작분석을수행하는소프트웨어로정확한운동학과동역학분석을요구하는 3차원생체역학적동작분석가능 스페이스일루젼의모션캡쳐소프트웨어는연기자의복잡한동작을모션캡처하면서데이터화를최소화해정밀도를높여주는소프트웨어를개발 177

전략품목현황분석 국내중소기업사례 모션디바이스는가상현실기술을접목한 2인승슈팅시뮬레이터 스페이스탑발칸 VR 을비롯해 탑어드벤처 VR, 탑드리프트 등을개발했고, 봅슬레이루지시뮬레이터도출시예정이며, 국내에 VR 테마파크 KONG VR 을운영중이고, 중국에서도 VR 테마파크사업진행 피엔아이컴퍼니는군사훈련교육용 VR 제품개발에서엔터테인먼트영역으로사업을확장하고, 카카오와컨소시엄을구성해제주시에 'PlayBoxVR' 이라는 VR 체험존을오픈하는등 VR 테마파크구축사업에집중 이노시뮬레이션은 VR시뮬레이터를이용한민관군의 VR훈련 VR테스팅분야를진행하고있으며, 최근초등학교가상현실스포츠실사업에도참여하고에듀테크분야로확대추진 모션하우스는전동엑추에이터, 모션제어소프트웨어, 모션시뮬레이터구조기술의자체적인연구개발을통해체감형어트렉션노바파이터, 하이퍼스톰등의모션시뮬레이터를선보임 에이디엠아이는가상현실스포츠, 가상교육, 체험콘텐츠전문회사로다자유도시뮬레이터 'REALWAVE', 체력, 건강관리가가능한 'REALHEAL', 교육형체감콘텐츠 'REALEDU' 등을개발 그록스톤은과속경고속도표시장치및속도감지용레이더센서, 스크린연습장용피칭머신등을제조판매하고있으며, 피칭머신은단순직구가아닌다양한변화구와속도조절이가능하고미국 JUGS SPORTS사에공급 밸런스파크는사격, 야구, 축구등의스포츠체험이가능하며, 로봇을이용한승마체험, 건강관리및진단서비스를함께제공 에이티디랩은적녹조현상감시, 해상구조용장시간무인수직이착륙드론, VR 게임과영화를위한시뮬레이터개발등의로봇과로봇관련시스템을개발하고있으며최근 6축로봇의문제점을극복한 3축형승마로봇을개발 지오아이티는 IoT를접목한헬스바이크인 Z-바이크를개발하여집에서도퍼스널트레이닝효과를극대화하면서운동이가능하도록하였고, 개인용스마트기기를연결해사용가능한특징을가지며, 최근중국시장에도진출하였음 178 178

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 다. 특허동향 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇분야특허상주요기술 주요기술 실제움직임을모사하는로봇으로, 실제엔터테인먼트상황의여러제약요인으로부터벗어나실감나는가상엔터테인먼트체험을제공하는기술로, 시뮬레이터로봇을제어하거나, 서비스를제공하는콘텐츠기술등이이에해당함요소기술코드설명 시뮬레이터를위한모션플랫폼기술엔터테인먼트콘텐츠기술시뮬레이터서비스실감형기술시뮬레이터로봇제어기술 A B C D 엔터테인먼트, 스포츠시뮬레이터콘텐츠에적합한구동부, 기구부, 센서를포함하는다자유도모션플랫폼기술모션플랫폼과연계가능한스포츠, 게임등다양한엔터테인먼트서비스콘텐츠기술로사용자와의상호작용및오감제시기술스포츠, 게임등엔터테인먼트서비스의현실감을극대화시킬수있는실감표현기술스포츠, 게임등다양한엔터테인먼트서비스구현을위한모션플랫폼의유연, 복잡한동작제어기술 로봇-사용자간상호작용기술사용자의시뮬레이션조작측정 / 평가환경구축및인식기술 E F G 사용자와로봇시뮬레이터간원활한커뮤니케이션을위한음성, 영상및다양한인터페이스장치를이용한상호작용기술사용자별시뮬레이션조작에대한측정 / 평가등의피드백제공실시간고정밀위치인식및유무선통신기술, 엔터테인먼트로봇의 2D/3D 주변환경구축및인식기술 세부분야별특허동향 주요기술별출원인국적별특허동향 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇기술의요소기술별주요출원인국적별특허정보데이터 입수하였으며, 최근 10 년간의특허데이터를비교분석함 요소기술 한국 미국 일본 유럽 계 시뮬레이터를위한모션플랫폼기술 91 679 30 149 949 엔터테인먼트콘텐츠기술 34 31 19 9 93 시뮬레이터서비스실감형기술 97 679 14 158 948 시뮬레이터로봇제어기술 477 727 604 151 1,959 로봇-사용자간상호작용기술 53 339 62 37 491 179

전략품목현황분석 요소기술 한국 미국 일본 유럽 계 사용자의시뮬레이션조작측정평가 390 653 520 137 1700 환경구축및인식기술 328 569 346 105 1348 합계 1,470 3,677 1,595 746 7,488 요소기술별출원인특허동향에서미국국적의출원인이가장활발한연구개발을하고있으며, 그다음으로는일본, 한국, 유럽국적의출원인순으로나타남 시뮬레이터를위한모션플랫폼기술은미국국적의출원인이가장많은비중을차지하고있고, 그다음으로는유럽, 한국, 일본국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 엔터테인먼트콘텐츠기술은한국국적의출원인이가장많은비중을차지하고있으며, 그다음으로는미국, 일본, 유럽국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 시뮬레이터서비스실감형기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 유럽, 한국, 일본국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 시뮬레이터로봇제어기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 일본, 한국, 유럽국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 로봇-사용자간상호작용기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는일본, 한국유럽국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 사용자의시뮬레이션조작측정평가기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는일본, 한국, 유럽국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 환경구축및인식기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는일본, 한국, 유럽국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 180 180

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 관점을국내 외출원인으로바꾸어보면한국국적의출원인은외국국적의출원인에비해시뮬레이터로봇제어기술 (D) 분야의출원비중이상대적으로높게나타나고있음 반면, 한국국적의출원인은외국국적의출원인에비해시뮬레이터를위한모션플랫폼기술 (A) 분야에특허출원비중이상대적으로낮은것으로나타남 한국국적출원인의특허출원량은 2012 년이후꾸준히상승되는경향을나타냄 해외국가의특허출원량도꾸준히조금씩상승되는경향을나타냄 * 2017~2018 년은미공개출원이존재하여출원수가적게보이는구간으로, 시계열동향을파악할때이점을유의해야함. 181

전략품목현황분석 주요기술별출원인동향 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 시뮬레이터를위한모션플랫폼기술 NIKE SEGA GAMES NINTENDO 공공연구기관중심 한국전자통신연구원등 Impulse Technology 중소기업중심 엔터테인먼트콘텐츠기술 NIKE jerome Hubert Wei 다림비전, 한국전자통신연구원등 시뮬레이터서비스실감형 Impulse Technology 중소기업중심 기술 NIKE 다림비전, 한국전자통신연구원등 Bandai Namco entertainment 공공연구기관중심 시뮬레이터로봇제어기술 Impulse Technology 전북대학교산학협력단, NIKE 연세대학교산학협력단등 NIKE 공공연구기관중심 로봇-사용자간상호작용기술 Virtual Sports Training 전북대학교산학협력단, The DIRECTV Group 연세대학교사학협력단 NIKE 한국기술교육대학교 사용자의시뮬레이션조작 측정평가 Christopher Cody 조선대학교 Thompson 한국전자통신연구원 NIKE 연세대학교 환경구축및인식기술 IGT I-Race 한국전자통신연구원 : 1500건이상, : 1000~1500 건, : 500~1000 건, : 100~500 건, : 100건미만 시뮬레이터를위한모션플랫폼기술분야주요출원인동향 시뮬레이터를위한모션플랫폼기술분야는 NIKE가가장많은출원량을보이고있고, 국내의경우, 한국전자통신연구원등의공공기업을중심으로출원하고있음 엔터테인먼트콘텐츠기술분야주요출원인동향 엔터테인먼트콘텐츠기술분야는 Impulse Technology 가전체적으로가장많은출원량을보이고 있고, 국내의경우, 다림비전, 한국전자통신연구원등이출원활동을보이고있음 시뮬레이터서비스실감형기술분야주요출원인동향 시뮬레이터서비스실감형기술분야는 Impulse Technology 가전체적으로가장많은출원량을 보이고있고, 국내의경우, 다림비전, 한국전자통신연구원등이출원활동을보이고있음 182 182

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 시뮬레이터로봇제어기술 시뮬레이터로봇제어기술분야는 Bandai Namco entertainment가전체적으로가장많은출원량을보이고있고, 국내의경우, 전북대학교산학협력단, 연세대학교산학협력단등의공공연구기관을중심으로출원하고있음 로봇 - 사용자간상호작용기술분야주요출원인동향 로봇 - 사용자간상호작용기술분야는 NIKE 가가장많은출원량을보이고있고, 국내의경우, 전북대학교산학협력단, 연세대학교산학협력단등의공공연구기관을중심으로출원하고있음 사용자의시뮬레이션조작측정평가기술 사용자의시뮬레이션조작측정평가기술은 NIKE 가가장많은출원량을보이고있고, 국내의경우, 한국기술교육대학교, 조선대학교등의공공연구기관을중심으로출원하고있음 환경구축및인식기술주요출원인동향 환경구축및인식기술분야는 NIKE 가가장많은출원량을보이고있고, 국내의경우, 연세대학교산학협력단, 한국전자통신연구원등의공공연구기관을중심으로출원하고있음 국가별특허활동지수 (AI) 비교 특허활동지수 (Activity Index) 는상대적집중도를살펴보기위한지표로서, 그값이 1 보다큰 경우에는상대적특허활동이활발함을나타냄 미국은엔터테인먼트용시뮬레이터로봇전분야에걸쳐활발한특허출원을보이고있고, 특히 로봇 - 사용자간상호작용기술분야의특허출원이활발한것으로나타남 일본은로봇 - 사용자간상호작용기술분야에서는특허활동이부진하나, 시뮬레이터로봇제어 기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 유럽은엔터테인먼트콘텐츠기술분야에서는특허활동이부진하나, 시뮬레이터를위한모션 플랫폼기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 한국은로봇 - 사용자간상호작용기술분야에서는특허활동이부진하나, 엔터테인먼트콘텐츠 기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 183

전략품목현황분석 질적수준을고려한각국의시장력분석 시장력이전체평균 1.73을상회하는국가에서일정특허수 (50건) 을넘게출원한나라는영국, 프랑스, 미국, 중국등이있고, 질적인수준이높은특허보유국은미국, 일본등으로분석됨 한국은시장력의경우평균을하회하는낮은수준을보여주고있지만, 질적인수준에서는평균이상의수준을보여주고있음 일본은시장력의경우평균을하회하는낮은수준을보여주고있지만, 질적인수준에서는평균이상의높은수준을보여주고있음 미국은시장력및특허의수준이전체평균을넘어서는높은수준을보이고있음 국가 특허수 PFS (Σ 패밀리수 /Σ 특허수 ) CPP (Σ 피인용수 /Σ 특허수 ) US 2423 1.848948 3.695985 JP 1843 1.207813 2.591036 KR 1335 1.212734 1.306818 DE 548 1.677007 1.40678 FR 221 2.036199 0.173913 CN 198 1.782828 0.492063 전체평균 174 1.73 0.929 184 184

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇분야의주요경쟁기술및공백기술 엔터테인먼트용 시뮬레이터 로봇 분야의 주요 경쟁기술은 시뮬레이터 로봇 제어 기술로 나타남 엔터테인먼트용 시뮬레이터 로봇 분야에서 시뮬레이터 로봇 제어 기술이 가장 경쟁이 치열한 분야이고, 엔터테인먼트콘텐츠기술은아직까지상대적으로출원이활발하지않은공백기술분야로 나타남 요소기술시뮬레이터를위한모션플랫폼기술엔터테인먼트콘텐츠기술시뮬레이터서비스실감형기술시뮬레이터로봇제어기술로봇-사용자간상호작용기술사용자의시뮬레이션조작측정평가환경구축및인식기술 기술집중도 : 1500 건이상, : 1000~1500 건, : 500~1000 건, : 100~500 건, : 100 건미만 최신국내특허기술동향 요소기술시뮬레이터를위한모션플랫폼기술엔터테인먼트콘텐츠기술시뮬레이터서비스실감형기술시뮬레이터로봇제어기술로봇-사용자간상호작용기술사용자의시뮬레이션조작측정평가환경구축및인식기술 최근핵심기술동향 스포츠모션구현을위한다자유도모션플랫폼기구부기술 모션플랫폼용서보모션제어및실감모듈형하드웨어기술 모션플랫폼과연계가능한스포츠, 게임등다양한엔터테인먼트서비스콘텐츠기술 스포츠시뮬레이터용실감재현장치, 실감렌더링기술 스포츠, 게임등다양한엔터테인먼트서비스구현을위한모션플랫폼의유연, 복잡한동작제어기술 복합상황인지기반사용자인터랙션기술 사용자맞춤형서비스제공, 사용자자세인식및분석기술 버추얼코칭, 스포츠전문데이터베이스기술 엔터테인먼트로봇의 2D/3D 주변환경구축및인식기술 실시간고정밀위치인식및유무선통신기술 185

전략품목현황분석 국내특허동향을살펴보면공공연구기관을중심으로전반적인기술개발이이루어지고있음 시뮬레이터를위한모션플랫폼기술분야는스포츠모션구현을위한다자유도모션플랫폼기구부기술및모션플랫폼용서보모션제어및실감모듈형하드웨어기술이공공연구기관을중심으로연구개발되고있음 엔터테인먼트콘텐츠기술분야는모션플랫폼과연계가능한스포츠, 게임등다양한엔터테인먼트서비스콘텐츠기술등이공공기관을중심으로연구개발되고있음 시뮬레이터서비스실감형기술에서는스포츠시뮬레이터용실감재현장치, 실감렌더링기술및실감콘텐츠표현, 동역학피드백이펙트구현기술등이공공연구기관을중심으로연구개발되고있음 시뮬레이터로봇제어기술분야는스포츠, 게임등다양한엔터테인먼트서비스구현을위한모션플랫폼의유연, 복잡한동작제어기술등이공공연구기관을중심으로연구개발되고있음 로봇-사용자간상호작용기술에서는복합상황인지기반사용자인터랙션기술및사용자맞춤형서비스제공, 사용자자세인식및분석기술등이공공연구기관을중심으로연구개발되고있음 사용자의시뮬레이션조작측정평가기술에서는버추얼코칭, 스포츠전문데이터베이스기술등이공공연구기관을중심으로연구개발되고있음 환경구축및인식기술에서는실시간고정밀위치인식및유무선통신기술및엔터테인먼트로봇의 2D/3D 주변환경구축및인식기술등이공공연구기관을중심으로연구개발되고있음 중소기업특허전략수립방향및시사점 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇기술분야의공백기술분야는엔터테인먼트콘텐츠기술이고국내에서는대기업중심의연구개발이활발하지않아전체적으로중소기업의시장진입상대적으로수월한분야로나타남 국내시뮬레이터모션플랫폼은고가의외산개발도구나시스템에대한의존도가높은편이며, 항공기, 차량, 국방등의연구용시뮬레이터들이주를이루고있지만, 일부기업에서는스포츠시뮬레이션을위한모션플랫폼개발이이루어지고있음 또한, 국내에서도가상현실시뮬레이션용품및웨어러블기기등과관련하여기술개발에참여하고있으나미국이나유럽의선진기업에비해기술격차가큰편임 향후중소기업은상대적으로기술집중도가낮은엔터테인먼트콘텐츠기술등에집중하여연구개발하고, 활발한연구활동을보이고있는공공연구기관과의협력을통하여기술매입이나라이센싱등을실시하면서부족한연구개발능력을보완하는것이바람직할것으로사료됨 186 186

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 4. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 연구개발기관 스포츠시뮬레이터로봇분야주요연구개발기관 한국전자통신연구원 ( 소장한동원 ) - ETRI에서사람의모션을데이터베이스 (DB) 화하여실시간학습할수있는스마트웨어기술개발에성공 - 사람의신체주요관절에부착한 17개의센서를통해얻은데이터값으로관절의각도나 3차원위치좌표를알수있으며, 이는스마트웨어기술로 ETRI가개발한옷을입거나밴드를붙이면어려운운동의동작이나척추자세교정, 재활치료등움직이는동작을따라하는데유용할것임 - 본연구에 SOT(System on Textile) 기반지능형인터랙티브섬유기술과다채널센싱네트워킹기술적용 - ETRI에서실감미디어메타데이터재현을위한엔진기술을개발하고, 실감효과적응형엔진기술 로서국제표준화기구 (ISO/IEC) 에서국제표준으로승인됨 - 사용자의복합적인상황정보를인지하여사용자맞춤형서비스를제공하고스포츠시뮬레이터환경에최적화된인식기술을제공하는스포츠시뮬레이터사용자맞춤형서비스용단위인식기술개발 전자부품연구원 ( 원장박청원 ) - 입체적이고실감적인영상구현을위한곡면형무안경인터랙티브 3D(i3D) 공간디스플레이기술과 3D 공간감지및비접촉식촉감인터페이스기술로게임, 가상훈련등에서실감및몰입체험이가능하도록하는핵심기술개발 - 국립부산과학관과 모터보트시뮬레이터 상설전시를통해조종면허훈련, 안전운항교육, 단순오락용등다양한가상현실체험 훈련이가능하게함 한국로봇융합연구원 ( 원장박철휴 ) - 특수목적서비스로봇, 로보테인먼트핵심요소기술개발 - 가상현실 / 증강현실과결합한모션플랫폼, 콘텐츠상호작용실감전달기술개발 - 승마로봇, 사용자상호작용형모션플랫폼개발 밸런스파크 - 승마, 레이싱등다양한스포츠시뮬레이터로봇서비스를실시중이며, 국내최초로메디컬, 스포츠, 엔터테인먼트를합작해메디스포테인먼트 (Medi-Sportainment) 를구축 티디엘 ( 대표김유신 ) - 동계스포츠인봅슬레이를가상공간에서체험할수있는 ' 실감형봅슬레이시뮬레이터 ' 를개발 KT - MWC 2016에서 VR 스키점프와봅슬레이등동계올림픽을활용한가상현실콘텐츠를선보임 187

전략품목현황분석 연구개발자원 국가연구개발지원사업 산업통상자원부 - 에너지 자원기술개발사업 - 전략핵심소재기술개발사업 - 신재생에너지기술개발사업 - 산업융합원천기술개발사업 - 로봇미래전략 (2013~2022) - 산업엔진프로젝트 (19대미래성장동력 ) - 사업화연계기술개발사업 ( 민간투자연계형등 ) 보건복지부 - 국립재활원 보훈병원등에재활로봇보급 - 국공립병원에국산수술로봇선도제품시범적용 로봇산업정책협의회 - 창의적 도전적로봇연구촉진을위한풀뿌리지원프로그램 한국로봇산업진흥원 - 로봇산업클러스터 : 센터와장비를구축하고, 기술사업화촉진및로봇창업맞춤형지원과상용화기술개발지원을통해의료, 사회안전, 제조분야의로봇산업육성을목표로함 - 로봇활용중소제조공정혁신지원사업 : 로봇을활용한중소제조공정혁신으로국내중소제조업의생산성향상, 고부가가치화등제조경쟁력강화와국내로봇기업경쟁력제고및로봇산업규모확대를지원하는사업으로수요기업당국비최대 3~10억원지원 ( 총사업비 50% 이내 ) 및민간부담금국비 50% 이상현금매칭으로경제적지원 - 시장창출형로봇보급사업 : 보건복지부와국립재활원이참여하는의료재활로봇보급사업, 산업통상자원부와부천산업진흥재단이참여하는시장창출형로봇부품보급사업등의공공수요형사업과아이디어발굴형사업을진행 중소기업대상시설및장비지원 중소기업전용연구시설 (Rental Lab) ( 한국생산기술연구원 ) - 공동연구수행및장비를효율적으로이용하고자하는중소 중견기업에게연구공간을제공하고, 연구원인프라 ( 인력, 장비등 ) 를활용한근접지원을통해기업의생산성및경쟁력을높이고있음 실용화중심의로봇중소기업부설연구소 ( 한국로봇융합연구원 ) - 국내로봇기업의경쟁력강화를위해공동연구개발 기술자문 장비이용등맞춤형기업지원서비스제공 - 지능형로봇개발및제품상용화촉진사업 / 로봇융합비즈니스사업 / 경북특화산업로봇융합사업 / 수요발굴지원단 / 중소기업융 복합기술개발사업 188 188

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 연구장비공동활용지원사업 ( 중소벤처기업부, 한국로봇산업진흥원 ) - 주관기관이보유한연구시설과장비, 소프트웨어를중소기업이공동활용하도록지원 - 연구개발과설계및디자인, 시제품제작, 성능평가, 양산및마케팅에이르는원스톱지원 국가연구시설장비진흥센터 ( 과학기술정보통신부 ) - 장비활용종합포털사이트 ZEUS를통해국가연구시설 장비의활용극대화를위해필요한정보를체계화하고모두가편리하게이용할수있도록최상의서비스를제공 산업기술개발장비공동이용시스템 e-tube ( 산업통상자원부, 한국산업기술평가관리원, 한국산업기술진흥원, 한국에너지기술평가원 ) - e-tube를통해산업기술 R&D에필요한연구장비를보다쉽고, 빠르고, 편리하게이용할수있도록적극지원 189

전략품목현황분석 나. 연구개발인력 스포츠시뮬레이터로봇분야는한국전자통신연구원, 전자부품연구원에서주로연구개발을 진행하고있음 정부는개방형로봇산업생태계조성을위해인력양성측면에서多기술영역업무수행및 다양한산업분야에서로봇융합을통한신규비즈니스창출이가능한중소기업실무형 로봇전문인력양성추진 [ 스포츠시뮬레이터로봇분야주요연구조직현황 ] 기관한국전자통신연구원전자부품연구원고려대학교가톨릭대학교조선대학교티디엘 190 190

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 스포츠시뮬레이터로봇의요소기술은크게시뮬레이터콘텐츠및상황인식기술, 버추얼코칭프로그램기술, 스포츠시뮬레이터용실감재현장치기술, 실감렌더링및몰입환경용프로젝션기술, 환경구축및인식기술의총다섯개의분류로구분됨 기술이전이가능한기관은한국전자통신연구원, 전자부품연구원, 고려대학교, 가톨릭대학교, 가 있음 [ 스포츠시뮬레이터로봇요소기술연구조직 ] 분류요소기술기관 시뮬레이터콘텐츠및상황인식기술 실전과같은훈련이가능한 360 도전방향이동장치기반가상훈련시스템원천기술 360 도영상및모션장치기반몰입형인터랙티브콘텐츠체험기술 한국전자통신연구원 한국전자통신연구원 버추얼코칭프로그램기술 스포츠시뮬레이터용실감재현장치기술실감렌더링및몰입환경용프로젝션기술 환경구축및인식기술 가상현실기반의골프학습장치, 그방법및그기록매체 승마자의 3 차원모션분석기반실시간코칭시스템 인터랙티브모션플랫폼용다수사용자실감인터랙션기술 인터랙티브 UI 기반 3D 시스템기술 가상공간과현실공간을연계한로봇게임시스템및로봇게임방법 스포츠시뮬레이터사용자맞춤형서비스용단위인식기술 고려대학교조선대학교한국전자통신연구원전자부품연구원가톨릭대학교한국전자통신연구원 191

전략품목현황분석 (2) 이전기술에대한세부내용 분류 기술명 세부내용 360 도영상및모션장치기반몰입형인터랙티브콘텐츠체험기술 기술이전목적및필요성 모션플랫폼환경에서자세센서와위치센서를기반으로사용자의자세를정확하게파악하여 360도인터랙티브실감콘텐츠에반영하는기술 몰입형 HMD를이용하여사용자의위치, 방향에맞는인터랙티브실감영상을제공함으로써가상의여행체험을제공해주는기술 기계적인모션장치를이용하고있는사용자가콘텐츠와자연스럽게인터랙션할수있는실감인터랙션기술이부족한실정임 모션플랫폼의자연스러운움직임과주변환경의시각및청각적감각을상호연동하는콘텐츠기술이급속하게요구되고있음 연구개발결과물로서산출된 "360도영상및모션장치기반몰입형인터랙티브콘텐츠체험기술 " 을콘텐츠관련업체에이전하여기술확산을도모하고상용화를통해관련시장의창출과확대를목적으로함 기술활용방안및기대성과 인터랙티브체험형모션플랫폼환경에직접적으로반영할예정이며, 4D 극장, 체험형박물관등다양한체험형콘텐츠인터랙션기술에활용될수있음 국내 / 외모션플랫폼환경에서인터랙션기술을상용화한적이없으며, 추후개발된기술의상용화를통해시장과기술을선점하는효과가예상됨 인터랙티브콘텐츠기술을통하여다양한체험형실감인터랙션콘텐츠생산에기여할수있을것임 패러글라이딩교육장, 동호회등에서실제야외패러글라이딩이전에실내, 지상훈련을위한효과적인몰입형시뮬레이터 다양한인터랙티브콘텐츠를이용하면, 안전하고체계적인교육이가능함 남녀노소일반인들이실내에서쉽게접할수있는익스트림스포츠 4D 체험관 공간, 시간적제약요소때문에접하기힘들었던스포츠에대한접근성증대와흥미유발 지자체 ( 시청, 구청, 도청등 ) 에서관내주요시설, 관광지, 랜드마크, 절경등을한눈에하늘에서내려다볼수있는공공서비스 1차원적인관광홍보에서나아가주요아이템을실제로탐험하는듯한경험을제공함으로써실질적인홍보효과의증강 세부문의 기술관련 한국전자통신연구원 192 192

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 분류 기술명 세부내용 가상현실기반의골프학습장치, 그방법및그기록매체 기술이전목적및필요성 본발명은소정의골프스윙동작을모션캡쳐하여 3 차원동작데이터를 생성하고, 동작데이터를랜더링하여영상정보를재생하고대응하는설명을 포함함 기술활용방안및기대성과 본발명은소정의골프스윙동작을모션캡쳐하여생성한 3차원동작데이터및상기골프스윙동작에대한설명데이터를저장하는데이터베이스부, 상기 3차원동작데이터를상기데이터베이스부로부터독출하고, 상기독출된 3차원동작데이터를랜더링하여버추얼휴먼에의한연속적인골프스윙영상정보를생성하는랜더링부, 상기버추얼휴먼의신체부위들중어느하나의신체부위를선택하기위한제1인터페이스를이용하여상기골프스윙영상정보의재생중에상기골프스윙영상정보의시점이상기신체부위를추종하도록상기랜더링부를제어하는스윙포인트제어부, 상기골프스윙영상정보를시각적으로재생하는애니메이션부및상기설명데이터를상기데이터베이스부로부터독출하여상기골프스윙영상정보에대응하는설명을디스플레이하는정보표시부를포함함 본발명에의하면, 스윙동작중일시정지나멈춤을통해각단계별동작을관찰가능하게하고, 여러각도에서관찰한스윙동작과신체각부위별스윙동작을제공할수있으며, 사용자의스윙동작과전문골퍼의스윙동작을비교할수있는수단을통해골프스윙동작에대한학습효과를향상시킬수있음 기술관련 세부문의 고려대학교 계약관련 193

전략품목현황분석 분류 기술명 세부내용 인터랙티브모션플랫폼용다수사용자실감인터랙션기술 기술이전목적및필요성 인터랙티브모션플랫폼용다수사용자실감인터랙션기술은움직임이심한상용모션플랫폼환경에서다수의모션인식센서를기반으로다수의사용자의의도를정확하게파악하여인터랙티브실감콘텐츠에반영하는기술임 해당기술은인터랙티브콘텐츠와실시간으로상호작용을할수있으며, 움직임이심하고조명이어두운환경에서도사용자의의도를정확하게파악할수있는기술임 모션플랫폼의인터랙티브콘텐츠부족으로사용자가급감하고있지만, 움직임이심한모션플랫폼환경에서콘텐츠와자유롭게인터랙션할수있는실감인터랙션기술이부족함실정임 움직임이심하고조명이어두운상용모션플랫폼환경에서인터랙티브콘텐츠와실감나게인터랙션할수있는기술을제공할것임 연구개발결과물로써산출된인터랙티브모션플랫폼용다수사용자실감인터랙션기술을모션플랫폼상용업체에이전하여실용화기술을보급하고상품성을향상하여기술의보급에목적을둠 기술활용방안및기대성과 인터랙티브체험형모션플랫폼환경에직접적으로반영하예정이며, 4D 극장, 체험형박물관등다양한체험형콘텐츠인터랙션기술에활용될수있음 국내 / 외모션플랫폼환경에서인터랙션기술을상용화한적이없으며, 추후개발된기술의상용화를통해시장과기술을선점하는효과가예상됨 인터랙티브콘텐츠기술을통하여다양한체험형실감인터랙션콘텐츠생산에기여할수있을것임 기술관련 세부문의 한국전자통신연구원 계약관련 194 194

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 분류 기술명 기술이전목적및필요성 세부내용 스포츠시뮬레이터사용자맞춤형서비스용단위인식기술 본기술은사용자맞춤형서비스를위한사용자의신원, 성별및연령대를인식하고, 스포츠시뮬레이터사용자의의도와자세를인식하는기능을제공하는기술임 실환경에서사용자의복합적인상황정보를인지하여사용자맞춤형서비스를제공하고스포츠시뮬레이터환경에최적화된인식기술을제공하고자함 정형화된환경이아닌조명, 배경, 해상도, 사용자의포즈등의다양한환경변화에도안정적인인식률을제공하는사용자인식기술이필요함 많은수의사용자를식별하기위해서는대용량의데이터베이스에대해서도안정적인인식성능의제공이필요함 사용자의성별과연령대를포함한상황정보를인지하여사용자개별맞춤형운동관리와맞춤형트레이닝서비스의제공이필요함 스포츠시뮬레이터환경에서사용자의부조음을인식하여사용자와스포츠시뮬레이터간의상호작용이가능하도록할필요가있음 스포츠시뮬레이터상의사용자의자세를분석하여코칭하고사용자스스로자세를교정할수있도록스포츠자세에대한인식기능이필요함 기술활용방안및기대성과 조명, 포즈, 배경등의변화에도강인한인식성능제공, 대용량데이터베이스에서도안정된인식성능제공, 사용자맞춤형서비스를위한단위인식기술의선택적적용가능, 사용자맞춤형서비스및스포츠시뮬레이터응용분야에최적화 실환경에서의사용자인식기반서비스, 사용자성별및연령대별맞춤형서비스, 사용자개별맞춤형운동관리, 스포츠자세교정및자가코칭, 부조음인식및가상트레이닝, 스포츠시뮬레이터응용서비스전반에적용가능함 기술관련 세부문의 한국전자통신연구원 계약관련 195

전략품목현황분석 분류 기술명 인터랙티브 UI 기반 3D 시스템기술 세부내용 기술이전목적및필요성 무안경식입체영상기반에서신체의움직임을인지하여 3D 콘텐츠와상호 인터랙션하고, 영상객체조작시공간촉감기능을제공하여몰입연계체험이 가능한新정보가전시스템기술 기술활용방안및기대성과 직관적이고조작이쉬워현실감과흥미를느끼고, 디지털기기에서아날로그감성을느낄수있어서 Consumer 산업으로진입이용이 실감형 Interactive 3D e-shopping 또는 3D 원격교육 / 화상회의등다양한응용기술도출및다양한응용서비스확산으로저탄소녹색성장을이끄는 Green by IT 의효과가기대 3D 안경을착용하지않는인터랙티브 3D 시스템 실감몰입형무안경 3D 디스플레이시스템 3차원공간의손제스처, 몸동작등을인식할수있는센싱칩 인터랙티브 3D 콘텐츠와시스템이연동할수있는미들웨어 S/W 접촉하지않고손에자극을줄수있는비접촉식자극인터페이스 세부문의 기술및계약관련 전자부품연구원 전자부품연구원기업협력플랫폼 196 196

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 5. 기술개발로드맵 가. SWOT 분석 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 엔터테인먼트용시뮬레이터이용인구증가 ( 기술 ) 뛰어난 ICT 인프라를통해융복합제품개발가능 ( 정책 ) 정부의지속적인육성정책기회 (Opportunity) ( 환경 ) 로봇과연계된가상현실 콘텐츠시장확대 ( 기술 ) 5세대통신상용화, 신기술과의융복합 ( 정책 ) 빠른수출을위한현지화지원정책필요 약점 (Weakness) ( 환경 ) 상대적으로영세한업체들의비율이높음 ( 기술 ) 개발도구등핵심기술의국산화비중낮음 ( 정책 ) 실효성있는부처간협업체제미흡위협 (Threat) ( 환경 ) 해외선진국의산업경쟁력상승 ( 기술 ) 글로벌기업과의 R&D 비용격차 ( 정책 ) 산업경쟁력을저해하는규제상존 중소기업의시장대응전략 교육, 유통, 미디어, 의료, 국방, 제조등타산업과의융복합을통한기술경쟁력확보 실감구현을위해로봇기술뿐만아니라 AR/VR, 오감자극기술등과의융합시도 개발기간및비용절감을위해확장가능한공통실감플랫폼개발필요 나. 중소기업핵심요소기술 (1) 핵심요소기술도출절차 특허 / 논문분석을통한요소기술과기술수요와각종문헌을기반으로한요소기술, 전문가추천요소기술을종합하여품목별전문가를통해분류조정한후, 전문가평가과정을거쳐핵심요소기술을선정 - 기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을고려하여평가 요소기술 Pool 구성 요소기술분류조정 핵심요소기술선정평가 핵심요소기술선정 - 특허 / 논문분석 - 기술수요및문헌분석 - 전문가추천 è - 품목별전문가요소기술분류조정 재정의 è - 산학연전문가검토 - 평가항목별요소기술선정평가 è - 평가결과반영로드맵기획대상핵심요소기술도출 197

전략품목현황분석 (2) 요소기술 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여 최종요소기술확정 [ 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇요소기술도출 ] 모션플랫폼기술요소기술출처 실감콘텐츠기술 인터랙션기술 환경정보수집 시뮬레이터를위한모션플랫폼기술시뮬레이터로봇제어기술엔터테인먼트콘텐츠기술시뮬레이터서비스실감형기술로봇-사용자간상호작용기술사용자의시뮬레이션조작측정 / 평가환경구축및인식기술사용자의시뮬레이션관련코칭기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 198 198

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 (3) 핵심요소기술 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 엔터테인먼트용시뮬레이터로봇핵심요소기술 ] 분류요소기술개요 모션플랫폼기술실감콘텐츠기술 시뮬레이터를위한모션플랫폼기술 시뮬레이터로봇제어기술 엔터테인먼트콘텐츠기술 시뮬레이터서비스실감형기술 로봇 - 사용자간상호작용기술 엔터테인먼트, 스포츠시뮬레이터콘텐츠에적합한구동부, 기구부, 센서를포함하는다자유도모션플랫폼기술 스포츠, 게임등다양한엔터테인먼트서비스구현을위한모션플랫폼의유연, 복잡한동작제어기술 모션플랫폼과연계가능한스포츠, 게임등다양한엔터테인먼트서비스콘텐츠기술로사용자와의상호작용및오감제시기술 스포츠, 게임등엔터테인먼트서비스의현실감을극대화시킬수있는실감표현기술 사용자와로봇시뮬레이터간원활한커뮤니케이션을위한음성, 영상및다양한인터페이스장치를이용한상호작용기술 인터랙션 기술 사용자의시뮬레이션조작측정 / 평가 사용자별시뮬레이션조작에대한측정 / 평가등의피드백제공 환경구축및인식기술 사용자별시뮬레이션조작에대한측정 / 평가등의피드백제공 199

전략품목현황분석 다. 기술개발로드맵 200 200

엔터테인먼트용시뮬레이터로봇 참고 : 핵심요소기술평가결과 요소기술 시뮬레이터를위한모션플랫폼기술 기술개발시급성 기술개발파급성 지표별평가결과 단기개발가능성 중소기업적합성 합계 비고 29.0 29.0 26.0 28.0 112.0 선정 엔터테인먼트콘텐츠기술 26.0 27.0 25.0 28.0 106.0 선정 시뮬레이터서비스실감형기술 27.0 29.0 27.0 29.0 112.0 선정 시뮬레이터로봇제어기술 24.0 24.0 27.0 24.0 99.0 선정 로봇 - 사용자간상호작용기술 사용자의시뮬레이션조작측정 / 평가 사용자의시뮬레이션관련코칭기술 26.0 29.0 22.0 24.0 101.0 선정 23.0 24.0 24.0 23.0 94.0 선정 19.0 20.0 21.0 22.0 82.0 환경구축및인식기술 25.0 29.0 22.0 22.0 98.0 선정 201

전략품목현황분석 물류로봇

204

물류로봇 정의및범위 물류로봇은제조및유통과정, 대형건물등에서원 재료, 부품, 상품등을안전하고효율적으로 전달하기위하여물품의이송, 핸들링, 포장, 분류, 배송등을자동으로수행가능한로봇시스템 물류로봇은적용분야에따라제조공정용, 물류창고용, 무인배송용물류로봇으로나눌수있음 정부지원정책 물류로봇유망품목중심핵심요소기술확보및경쟁력강화지원 물류자동화분야신규수요창출및해외시장진출기반확대 타산업 타분야의로봇수요발굴및수급기관간협업활성화를위한로봇융합얼라이언스추진 물류로봇실증사업추진등실용화지원을통한로봇보급, 확대 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 세계최고수준의제조산업및 IT 인프라 ( 기술 ) 모바일로봇, 로봇팔분야상위기술력보유 ( 정책 ) 물류산업에대한지원정책기회 (Opportunity) ( 환경 ) 타산업과의융복합에따른신시장창출 ( 기술 ) 수요처에최적화된기술개발 ( 정책 ) 다양한산업에서의물류로봇적용지원사업 약점 (Weakness) ( 환경 ) 대형유통업과물류업체의참여가필수적 ( 기술 ) 기술적신뢰성확보필요 ( 정책 ) 높은진입장벽해소부족위협 (Threat) ( 환경 ) 선진국의선제대응 ( 기술 ) 아마존, 구글등글로벌기업과의기술격차 ( 정책 ) 무인, 자율로봇에대한법, 제도적규제 중소기업의시장대응전략 실적용환경맞춤형물류로봇기술개발및실증사업에집중 제조 판매에서끝내는것이아닌중 장기간의서비스를포함한사업화모델필요

전략품목현황분석 1. 개요 가. 정의및필요성 물류로봇이란제조및유통과정, 대형건물등에서원 재료, 부품, 상품등을안전하고 효율적으로전달하기위하여물품의이송, 핸들링, 포장, 분류작업을자동으로수행하거나 판매자와소비자간물품을자동으로배송하는작업을수행할수있는로봇시스템임 물류산업은제조장비산업의인식이강하지만 IT와로봇기술의결합으로자동화시스템을구성하는물류로봇에대한수요가커질것으로전망 물류산업에실제로봇자동화를접목함으로써괄목할만한성과를거둔아마존과알리바바의예가있음 국내에서도최근 CJ대한통운이물류첨단화를통해재도약을준비하고있음 물류로봇은인간을대신하여최적의이동경로를선택하여원료재료, 부품, 제품을다음공정으로이동시키거나최종소비자에게전달하기위한자동화로봇의형태로, 환경에맞게상품의파지이송및포장매니플레이터타입부터포장상품을이송혹은배송하는로봇형태까지다양한형태의물류로봇이있음 물류자동화는크게제조공정용물류, 물류창고관리, 택배용물류로봇으로나눌수있음 제조공정용물류로봇은제조공정시스템내에서제품생산과자동화를위한물류이송을담당하는로봇 물류창고용물류봇은재고관리상품분류를위한 AGV(Automated Guided Vehicles) 이나로봇매니플레이터결합형로봇 무인배송용물류로봇은배송차량에상품을승하차하는로봇및목적지까지상품을배송하는 AGV, 드론등의배송용로봇 [ 물류로봇의예 - Amazon 물류센터 ( 좌 ), Alibaba 물류센터 ( 우 ) ] 206 206

물류로봇 제조업의환경은기술의혁신과소비자의다양한요구에의해제품의라이프싸이클이매우단축된상황이며, 제조현장의생산방식또한다품종변량생산, 유연생산, 셀생산등의방식으로변화하고있어공장내원료, 부품, 제품의효율적인관리및적재적소에공급하는물류자동화의필요성이증가하고있음 물류창고의경우, 온라인거래규모의증가와기업들의물류관리효율화정책에의해창고의대형화와고도화가이루어지고있음. 더불어소비자의다양한요구에신속하게대응하기위하여제품의재고관리, 배송관리등을효과적으로수행할수있는스마트물류창고의필요성이증가하고있음 나. 범위 (1) 제품분류관점 물류로봇의적용분야가확장되어다양한분야에서다양한형태로적용되고있으며, 공장자동화를위해무인반송, 재고관리, 화물처리용 AGV 와비행체인드론로봇형태로 분류되고있음 물류자동화는앞서언급된바와같이제조공정용물류, 물류창고관리, 택배용물류로봇으로나눌수있음 제조공정용물류로봇은제조공정시스템내에서제품생산과자동화를위한물류이송을담당하는로봇 물류창고용물류봇은재고관리상품분류를위한 AGV(Automated Guided Vehicles) 이나로봇매니플레이터결합형로봇 무인배송용물류로봇은배송차량에상품을승하차하는로봇및목적지까지상품을배송하는 AGV, 드론등의배송용로봇 [ 제품분류관점기술범위 ] 전략품목제품분류관점세부기술 제조공정용 AGV ( 모바일플랫폼기술, 가이드 / 마커 / 실내 GPS 등실내위치인식및 자율주행기술, 자율충전기술 ), 로봇팔기술 ( 협동로봇기술, 다물체 파지 / 조작기술 ), 공정자동화연계 / 응용기술 물류로봇 물류창고용 AGV ( 모바일플랫폼기술, 가이드 / 마커 / 실내 GPS 등실내위치인식및 자율주행기술, 자율충전기술 ), 피킹로봇 ( 경량형로봇팔기술, 다물체파지 / 조작기술, 물류선하적기술 ) 무인배송용 AGV, 드론 ( 실내외모바일플랫폼기술, 실내외위치인식기술, 장애물 인식및환경맵구성기술 ) 207

전략품목현황분석 물류자동화를위해서는이동, 조작을담당할수있는 AGV 등의모바일로봇기술, 물체파지 / 조작을위한로봇매니퓰레이터기술등의 HW 플랫폼기술부터, 실내위치인식및자율주행기술, 자율충전기술, 물류선하적기술, 공정자동화응용기술까지다양한기술이요구됨 효과적인물류관리를위해자동인식기술, 화물추적관리시스템, 복합운송B/L, QR, RFID, Bar Code, XML 등 ICT 융합기술의접목이필수적으로요구됨 효과적인물류정보관리를위한 IT 기술로 RFID 와 QR 코드기술이대표적임 RFID 는인식되는거리, 인식속도, 인식의정확성, 식별자의재사용성, 조작의편의성등의이점이있으며, 기존의바코드시스템을대체하기위한기술로적합하며, QR 코드는오염과손상에강하고높은복원율을가짐 물류창고내의물류로봇의자율주행에필요한기술로는실시간위치파악, 경로의생성과추종기능등의기술이필요함 실시간자기위치파악기술로는 CCD 카메라, LRF, 초음파센서, RFID, 자기- 자이로유도, 유선유도등의기술이사용됨 AGV 물류로봇의이동방식은삼륜구동, 다륜구동, 차륜구동방식이있으며, 차륜구동방식은양바퀴의속도차이를이용하여조향이가능하며, 간단한메커니즘으로보편적으로적용 물류창고에서 AGV 물류로봇의리프트구조의경우 KIVA 시스템은나선형볼베이링기반리프트구조를적용하고있음 - 리프트모듈은고정되고로봇몸체만의회전운동을통하여팔레트높이를조정할수있음 (2) 공급망관점 물류로봇은공급망단계에따라기계 / 전자제품제조공정, 식음료제조공정, 창고물류, 병원및요양시설용, 호텔, 공항을포함한공공시설용, 실외이송용등으로다양하게존재함 기계 / 전자제조공정용물류로봇은기계 / 전자제품들의원활한조립공정을위한부품수급관리를위한모바일매니퓰레이션실내이동용모바일로봇, 실내자율주행기술, 스마트공장등기존자동화제조공정과의통합연계기술등이필요함 식음료공정용물류로봇은식품가공용원료, 식자재의분류, 이송, 공급, 포장을위한용도로, 창고물류역시다양한물품과포장제품에대한분류, 이동, 재고관리등을위한용도로, 실내이동용모바일로봇과자율주행기술이필수적으로포함되며, 비정형물체에대한파지 / 조작기술, 다물체피킹용로봇기술등이추가적으로요구됨 병원, 요양시설, 호텔, 공항등빌딩이나공공시설용물류로봇의경우도각환경에적합한의약품상자, 우편물, 각종서류, 기타전용이송트레이등에대한피킹, 선하적기술과빌딩내비정형환경에서자유롭게이동가능한자율주행기술이요구됨 208 208

물류로봇 실외이송용물류로봇은지상용무인이동로봇과공중을이용한드론이송으로분류가가능하며, 실외환경에서도강인한환경인식기술, 장애물인식기술, 맵빌딩기술과신뢰성높은모바일로봇 플랫폼기술이요구됨 [ 공급망관점기술범위 ] 전략품목공급망관점세부기술 기계 / 전자제조 일반기계 / 전자제품들의원활한조립공정을위한부품수급관리를위한모바일매니퓰레이션기술 ( 실내이동용모바일로봇, 실내자율주행기술, 스마트공장등기존자동화제조공정과의통합연계기술등을포함 ) 식음료 식품가공용원료, 식자재의분류, 이송, 공급, 포장을모바일 매니퓰레이션기술 ( 실내이동용모바일로봇, 실내자율주행기술, 비정형물체파지 / 조작기술등을포함 ) 창고물류 다양한물품과포장제품에대한분류, 이동, 재고관리등을위한 모바일매니퓰레이션기술 ( 실내이동용모바일로봇, 자율주행, 다물체피킹로봇기술등을포함 ) 물류로봇 병원, 요양시설 의약품상자, 우편물, 검사지, 기타이송용트레이등의이송을위해빌딩내자율이송로봇 ( 엘리베이터등층간이동가능한모바일로봇, 사람, 장애물등비정형환경에강인한자율주행기술, 트레이선하적기술등을포함 ) 공공장소 호텔, 공항, 테마파크등다양한환경에서화물운반, 짐보관, 고객편의서비스등을지원하기위한공공시설용자율이송로봇 ( 엘리베이터등층간이동가능한모바일로봇, 사람, 장애물등비정형환경에강인한자율주행기술, 인간-로봇인터페이스기술등을포함 ) 실외이송용 식품, 물품등포장제품에대한실외자율주행로봇기술 ( 실외 이동용모바일로봇, 공중이동용드론, 실외환경용자율주행기술 등을포함 ) 209

전략품목현황분석 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 물류산업의수요및규모의증가 기술혁신, 소비자의다양한요구, 제품의라이프싸이클단축등으로인해제조현장의생산방식은다품종변량생산, 유연생산, 셀생산등의방식으로변화하고있어공장내원료, 부품, 제품의효율적인관리및적재적소에공급하는물류자동화의필요성이증가하고있음 온라인거래규모의증가와기업들의물류관리효율화정책에의해창고의대형화와고도화가이루어지고있으며, 제품의재고관리, 배송관리등을효과적으로수행할수있는스마트물류창고의필요성이증가하고있음 따라서글로벌기업들은물류관리의효율화를위하여신기술도입, 업종융합등으로물류자동화를선도하고있음. 미국의아마존, 중국의알리바바의사업모델을통해미래국가경쟁력의핵심이물류산업임을확인 아마존이개최한아마존피킹챌린지에서여러종류의제품들을정확히분류해떨어뜨리거나파손시키지않고지시받은장소에갖다놓을수있는로봇경진대회가각광을받으며연구기관들이참가하는분위기는마치수술용로봇챌린지나 DARPA의재해로봇챌린지, 인공지능연구대회와같은분위기임 또한, 제조공장, 물류센터이외에도무인배송분야가새롭게주목받고있으며, 각국에서무인자율배송차나드론을이용한자동배송서비스를앞다투어준비중으로, 새롭게형성되고있는무인배송시장을확대시키기위한경쟁력있는물류로봇개발의필요성이대두됨 타산업과의융복합에따른신시장창출의기회가되고있음 IT기술, IoT 기술, 로봇기술의융합에대한필요성이발생되고있음 글로벌기업들을시작으로 IT를활용한이종업체간결합을통한새로운부가가치제공 자율주행, 드론기술, 인공지능등이결합하여새로운무인택배물류로봇까지등장함 모바일환경에서의온라인주문과그로인한일대일배송의필요성이증가 생산자와소비자사이의중간경계가사라지고상품을바로수령할수있는무인택배수요증가 기업의경쟁력확보차원에서물류시스템플랫폼과연계된비즈니스수요증가 물류로봇은경제성장률보다높은성장성과파생시장이기대되는산업으로그속에서로봇의 역할에대한기대가아주높음 210 210

물류로봇 국내에는세계최고수준의 IT 인프라가구축되어있고로봇응용분야에대한기술을확보한 중소기업이많아어느분야보다관심을가지고성과를가질수있는환경이조성되어있음 단, 물류공장의경우창고의대형화와함께주로대기업위주의산업구조를가지고 있으므로, 대기업의참여의함께중소기업로봇기술과의적극적인상생협력이요구됨 무인자동화에대한안전성입장에서의기술개발과그에따르는정책정비가필요함 (2) 산업의구조 물류분야의전략적기술개발을통한물류산업발전기반조성과로봇강국위상에부합되는 물류로봇산업경쟁력제고로고부가가치창출을위한필수산업 물류로봇은 ICT 기술과로봇산업의융합으로고부가가치의생산구조실현및경제적가치 향상을주도할새로운산업 물류로봇은제조업의전공정에걸쳐서물류자동화를위하여필요하며전방산업으로는 무인택배물류로봇으로서드론, 창고관리, 물류로봇으로서 AGV, 제조공정과연관관계이며, 후방산업으로는센서, 구동, 제어, 데이터관리처리, 통신기술등과연관이있는구조 후방산업물류로봇전방산업 센서및신호처리분야, 모터, 감속기등로봇용부품산업, 통신제어모듈산업, 시스템설계및제어산업, 제품디자인산업, 모바일로봇, 로봇매니플레이터산업, 유무선이동통신, 데이터관리 및처리 [ 물류로봇분야산업구조 ] 제조공정로봇, 믈류창고로봇, 무인이송로봇 기계 / 전자제품제조산업, 식음료제조공정, 물류창고관리, 병원 / 요양시설관리, 호텔 / 공항등공공장소관리, 배송산업 물류로봇은우수한 IT 기술력을보유하고, 공정로봇분야에서세계에서인정하는기술을 가진국내산업에분명유리한점이있음 현재산업의구조및방향이일대일구조의운송시스템과보다고도화된물류산업기술이 요구받는것이또한기회로판단됨 특히물류산업의성장에따라물류로봇산업도활성화되고, 로봇을구성하는각요소기술 및모듈산업의연쇄효과가기대됨 그러나선진국의선점효과가존재하고있어서빠르게추월할수있는동력이필요함 211

전략품목현황분석 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 물류로봇분야의세계시장규모는 2017 년 31 억달러규모에서 2022 년까지 63.8% 성장하여 367 억달러의시장을형성할것으로전망됨 세계시장에서물류로봇의위상은아마존과같은대형물류시스템이로봇을채택하게 되면서현재어느때보다높음 [ 물류로봇분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 십억달러, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 세계시장 1.9 3.1 5.1 8.3 13.7 22.4 36.7 * 출처 : Tractica(2017) * 출처 : Macquarie, IITP, 2017 [ 로봇분야별출하대수분석및예상 ] 세계적으로로봇분야별출하대수분석에서보면물류로봇의비중이보다증가할것으로 예상되고있음 특히맥쿼리는접객, 물류, 음식배달등의분야가로봇판매대수가급증할것으로예상하고 있음 212 212

물류로봇 특히단거리배송로봇시장규모가급증할것으로예상됨 배송로봇이란단거리 (5km에서 10km이내 ) 에서음식이나소형택배를배송하는로봇으로현재드론이상용화를앞두고있음 단거리배송로봇시장은 2025년 13억달러규모로맥쿼리는예상하고있음 24시간무인배송이가능하므로물류센터로부터개인으로배송하는시스템에대한요구사항이급증할것으로예상됨 [ 테슬라공장에서가동중인어뎁트링스 ] 최근물류로봇의발전방향은공장에설치하는가이드나마커가공장의유지보수비용을 상승시키는데반해새로운모델들은자체센서만으로 AGV 를구현하고있다는점 213

전략품목현황분석 (2) 국내시장 물류로봇의국내시장규모는 2017 년 112 억원규모에서 2022 년 206 억원규모로 증가할전망 [ 물류로봇분야의국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 국내시장 112 126 142 160 181 206 13.8 * 출처 : World Robotics 2014, 지능형로봇 2015, 국내외로봇산업동향 2015 등을참고하여추정 국내물류로봇은아직아마존이나테슬라, 알리바바등이채택한것과같은선도적기술을 개발적용한예는없음 국내시장의규모가작고열악하며무엇보다중소기업에게진입장벽이높음 그런국내에서도최근 CJ 대한통운과한진택배등의물류회사를중심으로로봇의도입이나 로봇기술의적용에많은관심을가지기시작 214 214

물류로봇 3. 기술분석 가. 기술개발이슈 (1) 기술동향 연구개발동향 물류로봇의요소기술은크게모바일로봇이동기술과물류핸들링을위한매니퓰레이션 기술로구성될수있으며, 세부적인분류기준에따라서다양한형태의기술분류가가능함 2017년발표된대한민국로봇산업기술로드맵 ( 산업통상자원부, 한국산업기술평가관리원 ) 의기술분류를따르면 HW, 주행, 인식, 조작, 협업, 사용성 유지보수등대분류형태의분류구이루어진바있음 HW 기술에는 AGV, 드론등의다양한형태의모바일로봇플랫폼기술과경량형모바일용매니퓰레이터, 다물체조작을위한파지장치, 중량물선하적용플랫폼등다양한로봇기술이포함됨 주행기술은실내외위치인식용센서기술, 다중센서기반의고정밀위치인식기술, 환경맵생성및매칭기술, 장애물인식및회피기술, 실시간경로계획기술등지능기반의자율주행기술을포함 인식기술은기계 / 전자제조, 식음료제조, 물류센터, 병원 / 공공시설등각각의환경에서발생가능한비정형물, 유연물등다양한물품을식별하고모델링할수있는기술을의미함 조작기술은물체인식기술을통해파악된다양한물품에대하여피킹, 적재, 포장, 선하적등다양한조작을수행할수있도록하는기술을의미함 협업기술은복잡한물류환경에서필연적으로발생하는로봇-로봇간의통신및협력제어, 로봇과공장간의협업제어, 더나아가인간과로봇간인터페이스, 협력을위한기술을포함함 사용성 유지보수는수리 / 유지보수등을사용자가쉽게수행할수있는설계기술, 기존장비 / 시설과쉽게융화되어누구나조작할수있는사용설계기술등으로이루어짐 215

전략품목현황분석 [ 물류로봇관련기술분류 ] 기술분류 HW 기술내용 ( 용도에따른다양한형태의 ) 물류로봇플랫폼, 사물인식용센서, 위치인식모듈, 물품조작을위한머니퓰레이터, 물체파지장치 주행 실내환경에서강인한고정밀 / 고속위치인식및자율주행기술 인식 다양한물품을식별하고모델링할수있는기술 조작 다양한물품을포장, 적재할수있는기술 협업 사용성, 유지보수 인간과로봇, 로봇과로봇, 로봇과공장간의협업제어기술 ( 다중로봇스케줄링최적화및관제시스템개념포함 ) 기존장비 / 시설과쉽게융화되어누구나조작할수있는사용설계기술. 수리 / 유지보수등을사용자가쉽게수행할수있는설계기술 * 출처 : 대한민국로봇산업기술로드맵, 17.7 중소기업용물류로봇의요소기술은모바일플랫폼기술, 위치인식기술, 경로계획및자율주행기술, 자율충전을위한도킹기술, 집단물류로봇의통합주행제어기술, 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술, 물류자동선적및하적기술, 정형 / 비정형물체인식및환경인식기술등의세부요소기술로분류 [ 물류로봇관련기술분류 ] 요소기술명 모바일로봇플랫폼기술 기술내용물류및제조공장내에서제품, 트레이, 박스, 카세트등을선적하고, 다양한방향의이동을수행할수있는플랫폼기술 실내위치인식기술모바일로봇플랫폼의자기위치, 목표위치의절대, 상대위치인식기술 경로계획및자율주행기술 물류자동선적및하적기술 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술 위치인식기술을바탕으로장애물감지, 장애물회피를포함하며, 목표위치로의자율적인이동경로계획기술 모바일로봇플랫폼자체또는부가장치를이용한물류, 트레이등의자동선적, 하적기술 개별물류부품파지, 조작을위한경량형다자유로로봇팔 HW 기술 정형 / 비정형물체인식및환경인식기술 물류현장의다양한제품종류및파지를위해 RGB/ 깊이카메라로부터정밀한위치인식및로봇간상호인식기술 얻은 지능적다물체파지, 조작기술 각각의사물들의종류와크기, 자세를센서로인식후다양한물체를자유롭게파지하고핸들링할수있는그리퍼및그리핑기술 자율충전을위한도킹기술 RGB 카메라와광학마커, 깊이카메라등을이용하여로봇이스스로있도록충전소로정밀이동시키는기술 충전할수 집단물류로봇의통합주행제어기술 한공간에서동작하는다수의로봇들의동작을통합적으로제어하여전체시스템이최적의효율을내도록하는기술 물류 216 216

물류로봇 모바일로봇플랫폼기술 물류및제조공장에서자유롭게이동을하며, 제품, 트레이, 박스, 카세트등을선적하고, 다양한방향의이동을수행하기위해가장기본이되는로봇기술로, AGV 등과같은이동로봇플랫폼을의미함 기존에대부분의물류자동화나공장자동화에서사용되는전형적인형태의 AGV 뿐만아니라, 좁은공간에서자유롭게이동이가능한전방향이동플랫폼이나점유면적을최소화한이동플랫폼기술등이연구되고있음 실내위치인식기술 모바일로봇플랫폼의자율주행을위해서는실내환경에서로봇의정밀한자기위치인식이우선시되어야하며, 이동하고자하는목표까지의절대, 상대위치인식기술을포함함 기존마그네트및마커기반의전형적인위치인식기술을기반으로, 실내 GPS를활용한인식기술, 다중카메라, 레이저스캐너등센서융합을통한정밀위치인식기술등이연구되고있음 경로계획및자율주행기술 위치인식기술을바탕으로장애물감지, 장애물회피를포함하며, 목표위치로자율적으로이동하기위한경로계획기술을의미함 초음파센서, 거리센서, 레이저스캐너등을이용하여환경맵빌딩기술, 실시간환경맵업데이트기술, 장애물및작업자인식등을수행하고, 로컬경로계획과물류자동화시스템과의연계를통한효율적인경로계획을포함함 물류자동선적및하적기술 모바일로봇플랫폼자체또는부가장치를이용한물류, 트레이, 팔레트등을자동적으로선적, 하적할수있는기술을의미함 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술 개별물류부품파지, 조작을위한경량형다자유로로봇팔 HW 기술을의미함 부품, 제품을공정간효율적으로이동시키거나목적지로배송하기위해서는선반이나적재창고등에배치된물품을파지하여모바일플랫폼으로옮기고, 목적지로이동이후에이송물품을파지하여목표지점에재배치하기위한로봇매니퓰레이터가필요함. 조작하고자하는부품이나제품의크기, 형상, 무게에적합한형태가요구됨 정형 / 비정형물체인식및환경인식기술 물류현장의다양한제품종류및파지를위해 RGB/ 깊이카메라로부터얻은정밀한위치인식및로봇간상호인식기술 제조현장, 물류현장에서다루고자하는제품의종류가매우다양하고, 조명, 주변장치등환경요인도다양하기때문에, 환경조건및제품형상에강인한물체인식기술이요구되고있음 217

전략품목현황분석 지능적다물체파지, 조작기술 각각의사물들의종류와크기, 자세를센서로인식후다양한물체를자유롭게파지하고핸들링할수있는그리퍼및그리핑기술 특정물체파지를위한전용그리퍼부터다물체파지를위한공압용그리퍼, 인간형다지핸드, 소프트그리퍼등유니버설그리퍼에대한연구가활발히진행되고있으며, 대상물체에따른적절한파지알고리즘에대한기술이핵심임 자율충전을위한도킹기술 RGB 카메라와광학마커, 깊이카메라등을이용하여로봇이스스로충전할수있도록충전소로 정밀이동시키는기술로충전스테이션과의도킹메커니즘등을포함함 집단물류로봇의통합주행제어기술 한공간에서동작하는다수의로봇들의동작을통합적으로제어하여전체물류시스템이최적의효율을내도록하는기술 앞서언급된단일물류로봇의위치인식기술, 장애물회피기술, 경로계획기술등을바탕으로로봇간작업분류및협력작업을수행할수있도록하는기술을포함함 물류자동화시스템이기업의경쟁력을좌우하는핵심요인이되고있으며소비자의다양화된 요구와상품주기단축에대응하는효율적인물류자동화시스템구축의필요성이증대됨 제조공장, 물류센터등환경변화에따라기업의비용절감과작업효율향상을위한 물류로봇의수요가증가됨 관련시장규모와물류시스템전체에서역할, 요구되는로봇기술수준을고려할때, 중소기업의관련시장진입이가능함 단, 모바일플랫폼기술, 위치인식기술, 경로계획및자율주행기술, 자율충전을위한도킹기술, 집단물류로봇의통합주행제어기술, 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술, 물류자동선적및하적기술, 정형 / 비정형물체인식및환경인식기술등의세부요소기술등기술융합을적극적으로추진하는것이필요함 드론과같이무인배송시스템에활용하는등새로운아이디어가시장을창출하는좋은 선순환이나타나기도함 218 218

물류로봇 로봇자동화를통한물류경쟁력확보필요 아마존의키바는창고물류비용을많은비율로절감하면서물류로봇의가치를증명함 국내에서는물류로봇에대한투자가초기단계로국가경쟁력확보와기술선점차원에서정책적지원이필요 물류자동화로봇의성능향상및적용처확대 최근물류자동화로봇기술은다양한인공지능기능을탑재하거나시도하고있음 특히소규모소비자형매장에도진출하려는시도가이어지고있음 이를위해다양한안전기술및견고함, 환경에대한적응력등이요구되고있음 드론을활용한물류택배 아마존, 구글등회사에서상용화를앞두고있음 드론을활용한물류시스템구축을위한정책정비가필요함 자율주행기술의확대적용 물류로봇은공장이나단순창고등의정해진환경에서마그네틱라인등의미리지정된 표식을따라이동하는형태에서점차다양한작업수행이가능한자율주행기능을포함하고 활용하는방향으로기술발전이진행 물류로봇의적용분야가이전의제조산업에서서비스산업으로확장됨에따라로봇이활용될 공간과목적이매우다양해지고있는추세 사전에정해진작업만을수행하는경우보다상황에따라적절한동작을해야하는필요성이커져 로봇의자율주행기능이매우주목받고있는상황 자율주행은플랫폼과센서를포함한 H/W 자체, 센싱된데이터를융합ㆍ처리하는정보처리및환경인지, 그리고주어진목표를달성하기위해필요한로봇제어등다양한기능이조화되어야이루어질수있는고수준의기술임 자율주행은이동성을갖춘서비스용로봇의범용기술이며, 물류로봇이우수한물류서비스를제공하기위해꼭필요한기술 원하는물품을원하는시간에원하는곳까지안전하게이송하는것이물류로봇의주된활용목적임 한자리에서고정되어단순반복작업을수행하는제조용공정로봇과는달리물류로봇은로봇이적용된환경내에서가능한한자유롭게이동가능해야하며, 이러한환경에는사람이나동적 / 정적장애물의존재가능성이상존하고있음 보다효율적인물류작업수행을위해서물류로봇은환경에대한정보를파악하고이를기반으로자신의행동방식을결정하고이에따라이동동작을적절히수행해야하는데이는현재의기술로완전히충족하기어려운점이있음 219

전략품목현황분석 그럼에도불구하고다양한환경에서다양한물품의이송서비스를적절히수행하기위해서는 물류로봇이반드시일정수준이상의자율주행기능을갖춰야하며필요할경우서비스에특화된 형태의제한ㆍ변형된주행형태를가실수도있음 실내바닥환경에서의 2차원자율주행을확대하여 3차원자율비행기술이요구되는분야도확장될것으로예상됨 현재물류서비스산업을선도하고있는미국의경우다수의회사가드론등을이용한신속배송기술을개발, 시험하고있음 보안문제나분실, 훼손등의가능성이존재하긴하지만드론배송은소비자에게새로운구매의욕을불러일으킬수있는수단이될것임 기존의자율주행기술에포함되는세부핵심기술을 3차원공간으로확장하고적용에필요한부분을추가하면보다우수한물류서비스를제공할수있을것이며, 이는단순한기술개발및활용의문제이기보다는산업의적용분야를확장하고새로운서비스를만들어가는과정으로볼수있음 국외의경우드론배송을원활히수행하기위해중간기착지에소형물류창고를운영하거나배송지를통합적으로운영하려는시도등다양한아이디어가도출되고있지만국내의경우아직까지단순한아이디어도출의수준에서크게벗어나지못하고있는상태임 이러한추세가이어진다면 3차원환경을이용한물류산업에있어서선진국을뛰어넘는것은요원해질것이므로관련기술개발및사업적용을서둘러야할것으로판단됨 (2) 기술환경분석 관련산업및기술과의연계발전필요 공장이나물류창고를벗어나지못하던예전물류작업에비해미래의물류작업은연관된다양한기술과연계되어발전될것으로전망 미국의 Google은무인자동차를개발하고있으며, EU의 Volvo는무인자율트럭을시험하고있음 이러한무인차량기술은물류의원거리수송에매우적합한기술로, 인간이가질수있는졸음, 판단미숙, 오감지등의취약요소를대부분배제한상황에서원활한물류수송이가능하도록할것임 또한예전에는단순한레저용이나촬영용으로사용되었던드론을택배에사용함으로써일정지역내에서의물류를신속하고정확하게이송할수있는시대가다가오고있음 영상을이용한다양한물체의인식, 머니퓰레이터를이용한다양한형태의물체핸들링등기존의로봇관련핵심기술들이물류로봇의작업을위해스핀오프되고있으며, 이를이용한고품질물류서비스구현이점차가능해지고있음 Amazon의 Picking Challenge 등은이러한적용을점차가속화하는좋은예이며, 다양한분야의융합을통해개별물류로봇의기능은더욱발전할것으로예상됨 220 220

물류로봇 인터넷기술의발전으로인해전세계에걸쳐영업을하는인터넷쇼핑몰의규모가계속적으로커지고있음 미국의 Amazon, 중국의 Alibaba.com 등대형인터넷쇼핑몰에서는시간적, 공간적제약없이제품구매와배송이이루어지고있음 이러한인터넷쇼핑몰의약진은대량의재고확보및관리와다품종제품을소비자에게효과적으로배송할수있는물류시스템에기반을두고있음 그러나취급하는물품의종류와양이많아짐에따라물류관리비용이증가하게되므로물류창고의설비비용을최소화하고관리효율성을높이기위해기존의물류시스템을뛰어넘는고수준의물류시스템이요구되고있음 물류작업을수행하고있는인력의노동강도가계속적으로증가함에따라발생하는작업실수, 사고를효과적으로해결하기위해서도물류산업에첨단로봇기술의연계는필수적인추세 고령화추세에따라증가하고있는실버산업에의적용및생산 인구감소로인한노동 인력의대체로서물류로봇의가치증가 전세계적인고령화추세와우리나라의급속한고령인구증가로인해실버관련산업이점차 확대될 것으로 전망되며 요양원과 같은 단체 시설의 운영을 위해 실버산업과 물류로봇의 연계 활용이더욱필요하게될것으로보임 또한인구절벽으로인한생산인구감소로인해단순반복적인물류작업을수행할수있는 인구가점차줄어들고있는데이를물류로봇이대체할경우산업경쟁력유지에큰도움이될 것으로전망 ICT 기술과의융복합화 사물인터넷과빅데이터를이용한정보통신기술과의융복합화가물류산업발전에필수적인항목이되어가고있음 능동적정보수집, 처리및전송이가능한사물인터넷의적용이점차확대되어가고있는추세이며근미래에는우리주변의거의모든사물에이러한기능이추가될것으로예상됨 물류산업에서중요한재고물품관리, 배송대상인식, 정확한배송처리확인등의작업은사물인터넷의기능을활용할경우매우손쉬워지고정확해질것으로보이며, 이는물류로봇의효율적활용에큰도움이될것임 또한빅데이터를제조, 운반, 판매등산업전반의과정에효과적으로이용할경우정확한수요의예측과최적의공급이이루어질수있으므로물류산업의효율성을크게향상시키게될것임 물류로봇은이러한정보통신기술을적용하여사용자가원하는고품질의물류서비스를수행하고이를통해물류산업의발전에중요한역할을할수있을것으로예상 221

전략품목현황분석 정보통신기술의발달및적용으로이동플랫폼이외부환경으로부터다양한환경정보를손쉽게받아활용할수있게되는시대가다가오고있음 물류로봇의자율주행기능을수행하기위해서는로봇이작업하는환경에대한정보의획득및처리가필수적인데주변환경에서자체적으로이러한정보를전달해줄수있다면물류로봇자체의기능을간소화할수있고이에따라물류로봇의생산원가를절감하여보다쉽게물류로봇을사용할수있도록하는것이가능 근미래에구현될지능형교통시스템에적용될 V2V(Vehicle to Vehicle), V2I(Vehicle to Infra), V2P(Vehicle to Person) 기술과유사하게물류로봇간정보교환, 물류로봇과환경간정보교환등이가능해진다면물류로봇이더좋은서비스를더저렴한비용으로수행할수있게되므로물류로봇산업의확장에크게기여할것으로전망됨 또한물류로봇이환경내에설치된장치에자신의정보를전달하는기능을수행할수있으므로로봇에대한일상적모니터링도쉽게가능해지므로해당물류로봇시스템이얼마나물류작업을효율적으로수행하고있는지, 물류로봇의상태및예상작업수행도가어떤지등을간단히파악하고그에따른적절한조치가가능해지므로물류로봇시스템의효율성이대폭증가할것으로기대됨 물류센터 / 공장물류로봇 ( 다중물류로봇운영 ) 자율주행, 피커추종, 다중로봇운영최적화, WMS 연동등의기능을가지는물류로봇은전문물류기업과의협력을통해현재보유또는개발중인기술관점에서사업화가가능 - CJ대한통운에서최대 300대의다중물류로봇운영을위한기술개발중 - 세계 1위물류기업 DHL은물류로봇과관련해피커추종로봇, 고정형피킹로봇, 이동형피킹로봇, 트레일러 / 컨테이너하역로봇의순으로물류로봇이도입될것으로전망 국내는전문물류기업주도하에기존인프라에변화를주지않거나최소화하면서, 24시간작업이가능한물류로봇의단계적도입추진이예상 - 한화 ( 기계부문 ), 칼텍, 한성웰텍, 엔스퀘어등다수기업이물류센터 / 창고를위한자동화솔루션사업화 - 한컴로보틱스는박스별로해당하는팔레트에구분적재하는구분적재로봇시스템및물류이송에사용되는무인운반차 ( 최대 250/500kg ) 를개발해로봇보급사업수행 - 마로로봇테크는 QR 코드인식형물류로봇 MR.Logi, 포테닛은자율주행기술기반의제품판매 병원 요양원 호텔물류이송로봇 병원 요양원을중심으로소형 ( 의약품 / 검체 ), 중대형 ( 식사 ) 물품이송형태로사업화진행, 자동문, 엘리베이터연동기능이필요하며, 여러사람들이함께하는공간에서운영되어중저속으로이동하는것이특징 - 유진로봇은병원, 노인간병시설, 푸트코트등에서활용할수있는운반로봇 GoCart. 개발 : GoCart 1.0(60kg이하 ), GoCart 2.0( 최대 300kg ), 엘리베이터를이용한층간이동이가능 - NT로봇은의료검체무인운반로봇 (Sbot, 최대 80kg, 1m/s 속도 ) 을개발해국내외보급사업수행 - 사비오크 (Savioke)' 는리얼센스카메라기술과오픈소스운영체제인 ROS를활용해저비용의고성능센싱기능을갖춘로봇을개발하였으며, 호텔에서사비오크가 Relay 로봇으로초기시장을개척하고있는중 222 222

물류로봇 나. 주요기업동향 (1) 해외업체동향 물류로봇의선진국인미국은공장, 물류창고에적용가능한물류로봇부터공중배송을목표로하는드론에이르기까지다양한분야에서물류로봇의기술을발전시키고있음 KIVA Systems는물류창고관리와 AGV의기능을결합한물류로봇제품을개발하여 Amazon의물류창고에적용하고있으며, 이는전자상거래업체들의신속하고다양한수요에대응하기위한목적을가지고있음 특히이물류로봇은비교적작은크기에 400kg이넘는가반하중을처리할수있으므로작업효율성을제고하였으며표준화된공간에서표준화된플랫폼을사용함으로서유지보수가원활하도록개발되었음 [ KIVA Systems 의 AGV ] Google은무인자율주행차량을개발ㆍ시험하고있으며현재까지최대의시험주행거리를기록하고있으며, 이를통해인간탑승, 물류수송등다양한분야로의확장을계획하고있음 Aethon은병원, 요양원등의환경에서약품, 검체등의저하중물품에서부터식사, 린넨등의고하중물품까지를운반할수있는플랫폼인 TUG를개발하여세계 150여개사이트에서 500여대이상을운영하고있는데이플랫폼은자동문과의연동및엘리베이터를이용한층간이동이가능하여다양한서비스를제공하고있음 [ Aethon 의 TUG ] Amazon 은드론이 30 분이내에도착할수있는 2.2kg 이하의물품에대해서공중택배서비스를 제공하기위해시험하고있으며, 2016 년 12 월 7 일영국에서최초의실제배송을수행하였음 223

전략품목현황분석 - 배송에걸린시간은주문후 13 분이었으며배송완료가실시간으로관리자에게전달되었음 [ Amazon 의드론배송플랫폼 ] 유럽은 AGV 제품의매출자체는미국에비해높으나세계시장을선도하는회사는적은것으로파악됨 유럽시장은미국시장대비 4~5배의 AGV 매출규모를가지고있으며, 스위스, 핀란드, 독일등의회사가관련제품을판매하고있음 유럽의경우제조공장등에서사용될수있는제품보다고령인구를대상으로활용될수있는제품에주목하고있으며스위스의 Swisslog에서는 TransCar나 RoboCourier와같은범용성높은로봇을개발하였음 [ Swisslog 의물류로봇플랫폼 ] 일본은오랜경기불황의여파로새로운제품을개발하는여력이많이감소한상태로물류로봇의시장규모가답보상태임 2008년미국발금융위기사태이후경기회복이매우더뎌 2009년 AGV 출하량이전년대비 60% 로급감한이후증가세가회복되지못함 다이후쿠나도요타자동직기등몇몇업체가일본내 AGV 생산의다수를차지하고있으며, 파나소닉에서는 Hospi 시리즈를통해물류로봇의확대를꾀하고있음 224 224

물류로봇 중국은인건비절감, 첨단기술확보등의목적을바탕으로물류로봇을포함한각종로봇 개발에매진하고있으며, 싱가폴은저임금종사인구의감소를해결하기위해식당, 점포 등에서활용할수있는물품배달서비스로봇도입을고려하는중 회사명국가관련동향 Amazon Robotics 미국 [ 국외주요기업동향 ] 물류센터에서운영 누적 4.5 만대로봇운영으로비용 80% 절감 물건처리시간이 90 분에서 15 분으로단축 인간 - 로봇협업및다중로봇최적스케줄링 최대 340kg 적재, 6.4km/h (1.78m/s) 속도 ADEPT 미국 공장물류 ( 반도체 / 전자 / 자동차등 ), 물류센터, 음식, 의료등 전세계에 3 만대이상의로봇설치 2015 년에일본오므론 (Omron) 에서인수 Locus Robotics Clearpath Robotics CIMCORP Mobile Industrial Robots GreyOrange Robotics Hikvision Fetch Robotics InVia Robotics 미국캐나다캐나다덴마크인도중국미국미국 Quiet Logistics 에서분사, LocusBot $35,000 고객 : Quiet Logistics, 자동차부품업체, 가정용품업체, DHL Quiet Logistics 는로봇도입후작업자의이동거리가 22.53km 에서 8.04km 로단축, 물품의선택과패키징작업의정확도향상 자율주행창고로봇 OTTO 개발및사업화 OTTO-1500(2015 년, 최대 1,500kg) OTTO-100(2016 년, 최대 100kg) 천정레일을통해상하좌우로이동하는물류자동화시스템으로일종의 AS/RS(Automated Storage and Retrieval System) 시스템 주요고객 : 화장품, 식음료, 타이어기업 국내도입기업 : 서울우유, 남양등 MiR100: 최대 100kg, 운영 10시간, 1.5m/s, 산업 / 물류 / 의료분야에서소량물품실내배송 - 주요고객 : 에어버스, 보잉, 하니웰, 미쉐린, P&G, 토요타, 월마트등 30개국글로벌기업 MiR200: 최대 200kg, 정전기방전 (ESD) 규격외장으로전자조립응용에적합 인도물류자동화시장의 90% 점유 이송로봇버틀러 (Butler): 400-500개 / 시간 물품분류 (Sorter) 로봇 : 300만개 / 일 일본최대가구체인에버틀러공급 HIKRobot: 5kg, 3m/s, 8시간 /1.5시간충전 중국물류회사신통택배 (STO Express, 중국택배 1위 ) 에적용, 하루 20만개소포처리 택배분류작업을로봇이처리 피킹로봇 Fetch, 이송로봇 Freight( 최대 68kg) - Freight500, Freight1500 ( 숫자 : 적재용량 ) 주문접수시 Fetch와 Freight가창고에서해당물건을바구니에넣어포장대까지운반 다중로봇관리 SW: Fetchcore 피킹로봇 GrabIt, 이송로봇 TransIt GrabIt: Suction 방식, 14kg RaaS(Robot as a Service) 도입 : 10센트 / 피킹 고객 : 온라인사무용품판매업체 LD Products Inc. 225

전략품목현황분석 Right Hand Robotics AETHON 미국 미국 Havard, Yale, MIT 연구자들이공동개발 사람과비슷한시간당 500~600 개의아이템을집을수있는 RightPick 기술 플라스틱으로포장된물건, 다른물건에의해부분적으로가려진물건을인식하는문제해결 병원에서의약품, 검체, 식사, 린넨등의배송을주목적으로하는로봇 TUG 최대 450kg, 10 시간 미국 / 유럽 / 호주등전세계 150 개이상병원에서 500 대이상로봇운영 (2013 년 ) 자동문연동, 엘리베이터를이용한층간이동 Swisslog 스위스 병원물류로봇 TransCar( 고중량물품, AGV), RoboCourier( 실험실표본, 의약품등운반 ) 개발및사업화 Savioke 미국 호텔등에서스낵, 타월등각종서비스용품을배달하는로봇 Relay 개발 미국내호텔에서 30 대이상이사용중 파나소닉 일본 병원내의약품및기타용품운반용로봇 HOSPI-R 개발 로봇무게 170kg, 연속운영시간 9 시간, 최대 20kg 적재, 1.0m/s 속도 * 출처 : 대한민국로봇산업기술로드맵, 17.7 세계로봇시장은 2015년 269억달러로추정되며, 향후 10년간연평균 9.5% 정도의성장률을보여 2025년에는 669억달러에달할것으로전망 (ICT Brief 2015-34호 ) 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 226 226

물류로봇 - 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, 다양한기능을공유하기위한 Open S/W와자사에특화된 S/W들이개발, 발표되고있음 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 국내의경우정부주도차원에서물류자동화시스템을구축하는연구를일부수행하고 있으며, 물류자동화및물류로봇기술은선진국대비 2 년정도뒤진것으로평가됨 227

전략품목현황분석 산업통상자원부에서는 AGV의주행기술개발이나병원물류로봇의개발등에대한과제를진행하며국내의물류관련자율주행기술을확보하고자노력하고있음 자율주행관련원천기술의개발은상당히진행되었으나기술의제품화가미진한상황이며, 물류작업을위한이송용툴관련기술은선진국대비 80% 수준정도로, 이적재용로봇의지능형제어기기술은 75% 수준으로평가됨 유진로봇은한국전자통신연구원, 을지대병원과협업하여병원, 요양원등에사용될수있는고하중, 저하중의물류로봇을개발하고있으며, 동시에국내외판매처로의판매를적극적으로추진하여좋은평가를받고있음 [ 제품분류별주요기업 ] 구분 경쟁환경 기술분류센싱및플랫폼개발기술작업환경인지기술 물류배송등임무수행 기술 주요품목및기술 센서제작, 센싱정보전처리 / 후처리, 고하중 / 저하중이동플랫폼제작, 이송용카트 제작, 핸들링장치제작 센서정보융합, 광역지도작성, 지도편집 / 관리, 위치인식, 전역 / 지역경로계획, 충돌 회피, 경로추종 대상물품인식, 핸들링장치제어, 외부부착물 인식및활용 해외기업 Velodyne, SICK, Bosch, Hokuyo, Aethon, Swisslog, JBT Corporation, Adept Technology, KIVA SRI, Evolution Robotics, irobot Swisslog, Aethon, KIVA Systems, Panasonic, Amazon Systems, Panasonic 국내기업 한컴로보틱스, 이오시스템, 유진로봇, 레드원테크놀로지, 퓨처로봇 하기소닉, 삼성전자, LG 전자, 유진로봇, DRB 파텍 NT 리서치, 유진로봇 (2) 국내업체동향 국내에서는십여개의 AGV 제조업체가관련제품을판매하고있으며, 특히반도체나자동차관련대기업에납품하는제품위주로시장이형성되어있음 국내기업의경우, 아직은외국에비해자체물류로봇시스템판매업체가많지않은편이나점차물류자동화산업에진입하고자하는기업이증가하는추세임 외국제품을활용하여국내제조환경, 물류환경에적합하도록응용하는사례들이많았으나, 국산화제품이출시되기시작하였으며, 신기술개발을통해경쟁력을확보하고자함 228 228

물류로봇 가정용청소로봇으로잘알려진유진로봇은병원이나요양원에사용될수있는물류로봇 기술을한국전자통신연구원, 을지대병원과공동으로개발하고있으며, 국내외사이트에서 시범서비스를수행하고있음 국내에서도인터넷쇼핑몰의매출규모가증대됨에따라주문된물품을배송하기위한택배 시장이커지고있어이를위한지능형물류센터나택배시스템에대한연구초기단계임 정부는로봇기술개발을국가적차세대주요산업으로지정하고적극적으로지원하고 있으며, 물류로봇분야역시의료용로봇, 홈서비스로봇, 웨어러블로봇등과함께집중 투자분야로인식되고있음 빠른고령화추세와열악한노동환경등의사회적문제해결에도움을줄수있는로봇 기술은국가적, 국민적관심아래지속적으로발전하고있으므로물류로봇분야에서도우수한 서비스를제공할수있는기술이발전될것으로예상됨 [ 주요물류로봇관련 R&D 수행과제동향 ] 부처과제명수행기관과제기간 산업통상자원부 제조라인및물류센터에서의물류자동화를위한인공지능기반이동매니퓰레이터개발 윤텍 2017~2020 산업통상자원부 ICT 기반제조공정용물류로봇시스템개발에스아이에스 2017~2019 중소벤처기업부 QR 코드를이용한실내위치인식기술기반의스마트팩토리적용물류이송로봇시스템개발및구축 마로로봇테크 2017~2019 산업통상자원부병원의광역환경에적용가능한물류로봇시스템개발유진로봇 2014~2017 산업통상자원부 비정형소화물피킹작업자동화를위한물류로봇용피킹툴개발 한국콘베어공업 2016~2019 과학기술정보통신부 자동차생산라인협동식모듈형무인운반차개발금강오토텍 2018~2019 산업통상자원부병원내자율운반스마트서비스로봇개발퓨처로봇 2011~2013 * 출처 : NTIS( 국가 R&D 사업관리 ) 검색 229

전략품목현황분석 [ 국내물류로봇관련기술개발동향 ] 구분기관기술개요 무인이송로봇 ( 고카트 ) 유진로봇 / 전자통신연구원 위치인식, 경로계획, 자율이동, 안전이동등의기술을바탕으로물류자동화. 효율화가능 ( 소형 / 중형 2종 ) 병원용물류환경에우선적용후호텔, 공장등다양한물류환경에확대적용가능 AGV(PSV 시리즈 ) 한컴로보틱스 다양한산업현장에서자재이송, 완제품이송, 검사공정등물류이송을위한자동화장비개발 다양한규격의선하적용 AGV를개발하였으며, 경로계획, 자율주행, 자율충전, 다중로봇제어, 생산관리시스템연동이가능함 양팔로봇 ( 아미로 ) 한국기계연구원 기존제조용로봇이적용되기어려운정밀조립, 핸들링, 포장작업등다양한공정에활용가능한첨단제조로봇 ( 물류로봇플랫폼탑재용양팔매니퓰레이터로활용가능 ) 설치공간을최소화하고양팔동시작업으로작업효율성이높아수작업의존도가높은공정에적용가능 [ 국내주요기업동향 ] 회사명 ( 제품명 ) 한화칼텍한성웰텍엔스퀘어 CJ대한통운한컴로보틱스마로로봇테크포테닛 ( 주 ) 유진로봇 NT로봇 관련동향물류센터 / 창고를위한자동화솔루션사업화물류센터 / 창고를위한자동화솔루션사업화물류센터 / 창고를위한자동화솔루션사업화물류센터 / 창고를위한자동화솔루션사업화자율주행물류로봇개발자율주행물류로봇개발 QR코드인식형물류로봇개발자율주행물류로봇개발병원 / 요양원물류이송로봇병원 / 요양원물류이송로봇 * 출처 : 대한민국로봇산업기술로드맵, 17.7 230 230

물류로봇 국내중소기업사례 와이에스티티는기계 설비 자동차및공업용로제조업체이며, 최근무인이송등스마트공장솔루션개발을통해자율주행로봇과협업로봇을활용한로봇자동화시스템기업으로변모중. 와이에스티티는인천공항 CIP라운지내부를돌아다니며이용객에게물품을제공해주는자율주행로봇을도입, 시범운용중 디엠테크놀러지는산업용로봇 / 자동화기기제조등산업용로봇제조업체이며, 고속정밀이송용갠트리로봇개발과상용화성공. 고속정밀이송용갠트리로봇은전자, 반도체산업의클린룸환경에적용할수있는리니어모터기반의신제품. 두산 현대위아등제조공장생산설비에독자적으로생산로봇제품을납품하고있으며현재는중국시장진출을위한판로를개척중 엔티로봇은주요제품으로무인물류운반로봇, 착용형보행로봇, 고속외관검사로봇등생산. 병원에서열액등의의료검체, 수술도구, 의료품, 의약품, 폐기술등의다양한물류를운반해주는물류운반로봇 ( 모델명 : Sbot2-MD) 개발. 별도의가이드라인없이자율주행하며장애물회피가능 유진로봇은청소로봇아이클레보시리즈를비롯해배달서비스로봇고카트, 모바일플랫폼터틀봇등을생산. 유진로봇의독자적인기술력인자율주행솔루션을탑재한고카트는스스로엘리베이터를호출해층간이동및자동문통과가가능하며, 복잡한동선을가진병원이나호텔, 폭이좁은양로시설등에서활용 원에이지브이는 80~90% 를수입 ( 일본, 스웨덴등 ) 에의존하는 AGV 시장에서핵심부품및기술을자체개발, 수입품대비절반가격을형성해경쟁력확보. ( 주 ) 원에이지브이의자기유도형무인운반차에는전용제어기, 유지 보수 SW, 주소태크로 100여개이상코스입력가능한주소레이저, 상하이동형 RDD가탑재되었으며, 무인운반차제작에관한독보적인핵심기술을확보하고산업현장맞춤형부품을직접개발해적재능력이뛰어난무인운반차를생산 한컴로보틱스는산업용로봇 / 서비스로봇 / 통신기기 / 방송장비제조업체, 팔레트에박스별로구분적재가능한로봇시스템및물류이송에사용되는무인운반차 ( 최대 250kg /500kg) 를개발하여보급중. 한컴로보틱스의 2018년예상매출액은약 80억원정도이며, 최근한컴 MDS는한컴로보틱스를인수하여지능형로봇사업체계확립계획 231

전략품목현황분석 다. 특허동향 물류로봇기술분야특허상주요기술 주요기술 - 모바일로봇플랫폼기술, 실내위치인식기술, 위치인식기술을바탕으로장애물감지, 장애물회피를포함하며, 목표위치로의자율적인이동경로계획기술, 물류자동선적및하적기술, 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술, 정형비정형물체인식및환경인식기술, 지능적다물체파지, 조작기술, 자율충전을위한도킹기술및집단물류로봇의통합주행제어기술등이포함됨 요소기술코드설명 모바일로봇플랫폼기술 A 물류및제조공장내에서제품, 트레이, 박스, 카세트등을선적하고, 다양한방향의이동을수행할수있는플랫폼기술 실내위치인식기술 B 모바일로봇플랫폼의자기위치, 목표위치의절대, 상대인식기술 위치 경로계획및자율주행기술 C 위치인식기술을바탕으로장애물감지, 장애물회피를포함하며, 목표위치로의자율적인이동경로계획기술 물류자동선적및하적기술 D 모바일로봇플랫폼자체또는부가장치를이용한물류, 트레이등의자동선적, 하적기술 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술 E 개별물류부품파지, 조작을위한경량형다자유로로봇팔 HW 기술 정형비정형물체인식및환경인식기술 F 물류현장의다양한제품종류및파지를위해 RGB/ 깊이카메라로부터얻은정밀한위치인식및로봇간상호인식기술 지능적다물체파지, 조작기술 G 각각의사물들의종류와크기, 자세를센서로인식후다양한물체를자유롭게파지하고핸들링할수있는그리퍼및그리핑기술 자율충전을위한도킹기술 H RGB 카메라와광학마커, 깊이카메라등을이용하여스스로충전할수있도록충전소로정밀이동시키는기술 로봇이 집단물류로봇의통합주행제어기술 I 한공간에서동작하는다수의로봇들의동작을통합적으로제어하여전체물류시스템이최적의효율을내도록하는기술 232 232

물류로봇 세부분야별특허동향 주요기술별출원인국적별특허동향 - 물류로봇기술의요소기술별주요출원인국적별특허정보데이터입수하였으며, 최근 10 년간의 특허데이터를비교분석함분석함 요소기술한국미국일본유럽기타계 모바일로봇플랫폼기술 79 201 30 61 32 403 실내위치인식기술 347 961 788 414 295 2,805 경로계획및자율주행기술 130 361 146 111 91 839 물류자동선적및하적기술 177 429 250 244 142 1,242 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술 177 429 250 244 142 1,242 정형비정형물체인식및환경인식기술 156 580 372 217 171 1,496 지능적다물체파지, 조작기술 156 580 372 217 171 1,496 자율충전을위한도킹기술 117 420 109 145 116 907 집단물류로봇의통합주행제어기술 105 166 55 34 35 395 합계 1,444 4,127 2,372 1,687 1,195 10,825 - 국가별요소기술별특허동향에서미국국적의출원인이가장활발한연구개발을하고있으며, 그다음으로는일본, 유럽, 한국국적의출원인순으로나타남 - 전체요소기술분야에서미국국적의출원인이가장많은비중을차지하고있으며, 일본이상대적으로실내위치인식기술분야에서높은출원량을보유하고있음 - 모바일로봇플랫폼기술, 자율충전을위한도킹기술및집단물류로봇의통합주행제어기술은한국국적의출원인이일본국적의출원인보다더높은출원량을보임 233

전략품목현황분석 - 한국국적의출원인의특허출원량은등락을거듭하긴하지만비교적꾸준히출원량이높아지는경향을보이고있음 - 해외국적출원인의특허출원량도한국과유사하게 2000년중반이후꾸준히출원량이높아지는경향을나타냄 234 234

물류로봇 주요기술별출원인동향 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 모바일로봇플랫폼기술 irobot Corporation Amazon Technologies, Inc. Wynright Corporation 한경대학교등대학교중심 대우조선해양, ( 주 ) 로직아이텍등 실내위치인식기술 경로계획및자율주행기술 물류자동선적및하적기술 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술 정형비정형물체인식및환경인식기술 지능적다물체파지, 조작기술 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki irobot Corporation 대우조선해양주식회사 irobot Corporation Amazon Technologies, Inc. 삼성중공업주식회사 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki irobot Corporation Amazon Technologies, Inc. Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki irobot Corporation Amazon Technologies, Inc. Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki irobot Corporation FANUC CORPORATION Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki irobot Corporation FANUC CORPORATION 대우조선해양, 상성중공업등 엘지전자, 전자부품연구원등 대기업중심 삼성중공업주식회사, 마미로봇, 엘지전자등 대기업중심 엘지전자, 삼성전자등 대기업중심 엘지전자, 삼성전자등 대기업중심 삼성전자, 엘지전자, 삼성중공업등 대기업중심 삼성전자, 엘지전자, 삼성중공업등 235

전략품목현황분석 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 자율충전을위한도킹기술 irobot Corporation Amazon Technologies, Inc. KRONES AG 대기업중심 엘지전자, 삼성전자등 집단물류로봇의통합주행제어기술 irobot Corporation Amazon Technologies, Inc. Wal-Mart Stores, Inc. 대기업중심 삼성중공업, 엘지전자등 : 1600 건이상, : 1201~1600 건, : 801~1200 건, : 401~800 건, : 400 건미만 이벤트처리분석기술분야주요출원인동향 - 이벤트처리분석기술분야는 Intel 이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 Dexcom 과한국의공공연구기관인한국전자통신연구원순으로다수의특허를보유함 센싱정보링크기술분야주요출원인동향 - 센싱정보링크기술분야는삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 Dexcom, Google 등이많은특허를출원하고있음 영상센서화상처리기술분야주요출원인동향 - 영상센서화상처리기술분야는 Sharp 가가장많은특허를보유하고있으며, 그다음으로는 삼성전자, Digimarc 등이많은특허를보유하고있음 Factory-Thing 자원관리기술분야주요출원인동향 - Factory-Thing 자원관리기술분야는 Vital Connect 이가장많은특허를보유하고있으며. 그 다음으로는 Vigilo Networks 가다수의특허를보유함 인지형스마트디바이스기술분야주요출원인동향 - 인지형스마트디바이스기술분야는 Digimarc 가가장많은특허를보유하고있으며그 다음으로는한국전자통신연구원, Google 등이많은특허를출원하고있음 236 236

물류로봇 국가별특허활동지수 (AI) 비교 특허활동지수 (Activity Index) 는상대적집중도를살펴보기위한지표로서, 그값이 1 보다큰 경우에는상대적특허활동이활발함을나타냄 한국은정형비정형물체인식및환경인식기술분야에서는특허활동이부진하나, 집단물류 로봇의통합주행제어기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 미국은실내위치인식기술분야에서는특허활동이부진하나, 모바일로봇플랫폼기술분야의 특허출원은활발한것으로나타남 일본은모바일로봇플랫폼기술분야에서는특허활동이부진하나, 실내위치인식기술분야의 특허출원은활발한것으로나타남 유럽은집단물류로봇의통합주행제어기술분야에서는특허활동이부진하나, 물류자동 선적및하적기술및모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술분야의특허출원은활발한 것으로나타남 237

전략품목현황분석 질적수준을고려한각국의시장력분석 시장력이전체평균 1.35를상회하는국가로는프랑스및미국이있으며, 질적인수준이 높은특허보유국은한국임 - 질적인측면을같이고려한시장력에있어서한국은 질적수준은높지만시장성은 낮은국가 쪽으로조사됨 - 프랑스는시장력면에선다소높지만질적수준은가장낮은것으로나타남 국가 특허수 PFS (Σ 패밀리수 /Σ 특허수 ) CPP (Σ 피인용수 /Σ 특허수 ) US 4,127 1.431064 3.492943 JP 2,372 1.134064 1.105128 KR 1,444 1.088643 3.894737 DE 628 1.291401 1.146789 CN 260 1.25 0.27027 FR 243 1.526749 0.605634 전체평균 194 1.351767 3.219072 센서및화상처리기술분야의주요경쟁기술및공백기술 물류로봇분야의주요경쟁기술은실내위치인식기술, 물류자동선적및하적기술, 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술, 정형비정형물체인식및환경인식기술및지능적다물체파지, 조작기술, 공백기술은집단물류로봇의통합주행제어기술로나타남 - 물류로봇분야에서실내위치인식기술이가장경쟁이치열한분야이고, 집단물류로봇의통합주행제어기술분야는아직까지출원이활발하지않은공백기술분야로나타남 요소기술 기술집중도 모바일로봇플랫폼기술실내위치인식기술경로계획및자율주행기술물류자동선적및하적기술모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술정형비정형물체인식및환경인식기술지능적다물체파지, 조작기술자율충전을위한도킹기술집단물류로봇의통합주행제어기술 : 1600 건이상, : 1201~1600 건, : 801~1200 건, : 401~800 건, : 400 건미만 238 238

물류로봇 최신국내특허기술동향 요소기술 모바일로봇플랫폼기술 최근핵심기술동향 비대면 / 대면융합조립로봇프로그램교육시스템 실내위치인식기술 로봇현장귀가를위한방법및장치 경로계획및자율주행기술 수직장애물을넘기위한시스템및방법 물류자동선적및하적기술 하역장치, 및, 하역장치의동작방법 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술정형비정형물체인식및환경인식기술지능적다물체파지, 조작기술자율충전을위한도킹기술집단물류로봇의통합주행제어기술 모바일로봇을활용한주문처리를위한시스템및방법 로봇이실시하는물품정렬작업의시뮬레이션을위한장치, 방법, 프로그램 영상데이터처리방법및이를지원하는전자장치기술 로봇현장귀가를위한방법및장치 이동형로봇용의현장배치가능도킹스테이션술 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 모바일로봇플랫폼기술 irobot Corporation Amazon Technologies, Inc. Wynright Corporation 한경대학교등대학교중심 대우조선해양, ( 주 ) 로직아이텍등 실내위치인식기술 경로계획및자율주행기술 물류자동선적및하적기술 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술 정형비정형물체인식및환경인식기술 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki irobot Corporation 대우조선해양주식회사 irobot Corporation Amazon Technologies, Inc. 삼성중공업주식회사 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki irobot Corporation Amazon Technologies, Inc. Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki irobot Corporation Amazon Technologies, Inc. Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki irobot Corporation FANUC CORPORATION 대우조선해양, 상성중공업등 엘지전자, 전자부품연구원등 대기업중심 삼성중공업주식회사, 마미로봇, 엘지전자등 대기업중심 엘지전자, 삼성전자등 대기업중심 엘지전자, 삼성전자등 대기업중심 삼성전자, 엘지전자, 삼성중공업등 239

전략품목현황분석 요소기술 지능적다물체파지, 조작기술 자율충전을위한도킹기술 기술집중도 주요출원인 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki irobot Corporation FANUC CORPORATION irobot Corporation Amazon Technologies, Inc. KRONES AG 국내특허동향 대기업중심 삼성전자, 엘지전자, 삼성중공업등 대기업중심 엘지전자, 삼성전자등 집단물류로봇의통합주행제어기술 irobot Corporation Amazon Technologies, Inc. Wal-Mart Stores, Inc. 대기업중심 삼성중공업, 엘지전자등 국내특허동향을살펴보면대기업은경로계획및자율주행기술, 물류자동선적및하적기술, 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술, 정형비정형물체인식및환경인식기술, 지능적다물체파지, 조작기술, 자율충전을위한도킹기술및집단물류로봇의통합주행제어기술을집중적으로연구개발하고있는것으로나타남 - 물류로봇전체기술분야에서모바일로봇플랫폼기술및실내위치인식기술등이대학또는공공연구기관을중심으로집중연구개발되고있음 - 실내위치인식기술, 모바일로봇플랫폼기술등이대기업중특히중공업업체가다수특허활동을전개하는것으로나타남 - 물류자동선적및하적기술, 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술, 정형비정형물체인식및환경인식기술및자율충전을위한도킹기술등의기술은 IT 대기업에서집중적으로연구개발이이루어지고있는것으로나타남 중소기업특허전략수립방향및시사점 물류로봇분야는실내위치인식기술, 물류자동선적및하적기술, 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술, 정형비정형물체인식및환경인식기술및지능적다물체파지, 조작기술등의기술이대기업에서연구개발이많이이루어지고기술의장벽또한높은것으로나타남 - 집단물류로봇의통합주행제어기술, 집단물류로봇의통합주행제어기술, 모바일로봇플랫폼기술등이공백기술영역으로나타남에따라중소기업이보다진입하기쉬운기술영역인것으로판단됨 - 대기업과의경쟁장벽이높은기술의경우특허전략수립에앞서대기업경쟁사의특허망구축확인및경쟁력있는기술탐색등이필요할것으로판단됨 240 240

물류로봇 4. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 연구개발기관 물류로봇분야주요연구개발기관 한국기계연구원 - 기존제조용로봇이적용되기어려운정밀조립, 핸들링, 포장작업등다양한공정에활용가능한첨단제조로봇 - 설치공간을최소화하고양팔동시작업으로작업효율성이높아수작업의존도가높은공정에적용가능 한국생산기술연구원융합생산기술연구소로봇그룹 ( 그룹장이동욱 ) - 필드로봇솔루션기술, 인지기반로봇지능및인간로봇상호작용기술, 원격작업을위한원격로봇핵심원천기술, 중소제조업용로봇융합공정기술개발 유진로봇 - 병원, 노인간병시설, 푸드코트등에서활용이가능한 고카트 (GoCart) 를판매중이며뉴질랜드오클랜드대학에수출하였음 - 고카트는스스로물건을실어나르는자율주행로봇으로사람이나장애물을인식해충돌을방지하고, IoT와센서를접목해엘리베이터를호출하고스마트빌딩내부시스템및다른기기들과연동이가능 - 위치인식, 경로계획, 자율이동, 안전이동등의기술을바탕으로물류자동화효율화가능 주식회사로비텍 - 하드웨어기반의로봇플랫폼을제공하며안내및위험작업등에사용되는로봇플랫폼기술개발 - 화물운반및 RFID 기반물류관리에이용할수있는 AGV 플랫폼개발 와이에스티티 (YSTT) - 자율주행로봇과협업로봇을기반으로로봇자동화솔루션을제공하는업체 - 이동을도와주는고정설비가필요하지않고, 다양한산업현장에유연하게대응할수있어작업내용변경도신속히가능. 장애물이나작업자를인지하고스스로주행경로를학습한뒤재설정해능률적으로임무수행 - 컨베이어기능뿐만아니라상하이동성을확보한 LC제품 (Lift Conveyor) 을확보 마로로보테크 - 물류로봇및산업용로봇전문기업으로올해 QR코드인식형물류로봇 M3 를개발해국내중소기업의생산물류자동화현장에납품하고있고, 사용자지정경로주행이가능함에따라공간제약이최소화되어다양한공간에서사용이가능함 241

전략품목현황분석 한컴로보틱스 - 구분적재로봇시스템 ( 팔레타이저 ) 은스마트로봇시스템을이용하여박스에적재된적재물의종류에따라동일한박스별로해당되는팔렛트에구분적재하는시스템이며, 산업용물류이송로봇시스템 ( 무인반송차 ) 은다양한산업현장에서물류이송에사용가능한자동화장비로자율경로계획수립및계획경로운행을하고시스템을현장여건에맞게설계할수있어효율성이증대됨 연구개발자원 국가연구개발지원사업 산업통상자원부 - 에너지 자원기술개발사업 - 전략핵심소재기술개발사업 - 신재생에너지기술개발사업 - 산업융합원천기술개발사업 - 로봇미래전략 (2013~2022) - 산업엔진프로젝트 (19대미래성장동력 ) - 사업화연계기술개발사업 ( 민간투자연계형등 ) 보건복지부 - 국립재활원 보훈병원등에재활로봇보급 - 국공립병원에국산수술로봇선도제품시범적용 로봇산업정책협의회 - 창의적 도전적로봇연구촉진을위한풀뿌리지원프로그램 한국로봇산업진흥원 - 로봇산업클러스터 : 센터와장비를구축하고, 기술사업화촉진및로봇창업맞춤형지원과상용화기술개발지원을통해의료, 사회안전, 제조분야의로봇산업육성을목표로함 - 로봇활용중소제조공정혁신지원사업 : 로봇을활용한중소제조공정혁신으로국내중소제조업의생산성향상, 고부가가치화등제조경쟁력강화와국내로봇기업경쟁력제고및로봇산업규모확대를지원하는사업으로수요기업당국비최대 3~10억원지원 ( 총사업비 50% 이내 ) 및민간부담금국비 50% 이상현금매칭으로경제적지원 - 시장창출형로봇보급사업 : 보건복지부와국립재활원이참여하는의료재활로봇보급사업, 산업통상자원부와부천산업진흥재단이참여하는시장창출형로봇부품보급사업등의공공수요형사업과아이디어발굴형사업을진행 중소기업대상시설및장비지원 중소기업전용연구시설 (Rental Lab) ( 한국생산기술연구원 ) - 공동연구수행및장비를효율적으로이용하고자하는중소 중견기업에게연구공간을제공하고, 연구원인프라 ( 인력, 장비등 ) 를활용한근접지원을통해기업의생산성및경쟁력을높이고있음 242 242

물류로봇 실용화중심의로봇중소기업부설연구소 ( 한국로봇융합연구원 ) - 국내로봇기업의경쟁력강화를위해공동연구개발 기술자문 장비이용등맞춤형기업지원서비스제공 - 지능형로봇개발및제품상용화촉진사업 / 로봇융합비즈니스사업 / 경북특화산업로봇융합사업 / 수요발굴지원단 / 중소기업융 복합기술개발사업 연구장비공동활용지원사업 ( 중소벤처기업부, 한국로봇산업진흥원 ) - 주관기관이보유한연구시설과장비, 소프트웨어를중소기업이공동활용하도록지원 - 연구개발과설계및디자인, 시제품제작, 성능평가, 양산및마케팅에이르는원스톱지원 국가연구시설장비진흥센터 ( 과학기술정보통신부 ) - 장비활용종합포털사이트 ZEUS를통해국가연구시설 장비의활용극대화를위해필요한정보를체계화하고모두가편리하게이용할수있도록최상의서비스를제공 산업기술개발장비공동이용시스템 e-tube ( 산업통상자원부, 한국산업기술평가관리원, 한국산업기술진흥원, 한국에너지기술평가원 ) - e-tube를통해산업기술 R&D에필요한연구장비를보다쉽고, 빠르고, 편리하게이용할수있도록적극지원 243

전략품목현황분석 나. 연구개발인력 물류로봇분야는한국전자통신연구원, 한국과학기술연구원에서주로연구개발을진행하고 있음 정부는개방형로봇산업생태계조성을위해인력양성측면에서多기술영역업무수행및 다양한산업분야에서로봇융합을통한신규비즈니스창출이가능한중소기업실무형 로봇전문인력양성추진 [ 물류로봇분야주요연구조직현황 ] 기관한국전자통신연구원한국과학기술연구원충북대학교한양대학교군산대학교 244 244

물류로봇 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 물류로봇의요소기술은크게모바일로봇이동기술과물류핸들링을위한매니퓰레이션기술로구성되며, 세부적으로는모바일플랫폼기술, 위치인식기술, 경로계획및자율주행기술, 자율충전을위한도킹기술, 집단물류로봇의통합주행제어기술, 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술, 물류자동선적및하적기술, 정형 / 비정형물체인식및환경인식기술등으로분류됨 기술이전이가능한기관은한국전자통신연구원, 한국기계연구원, 한국과학기술연구원, 고려대학교, 충북대학교, 한양대학교, 군산대학교등다수의연구소와학교가있음 [ 물류로봇기술관련이전기술 ] 기관기술분류세부내용 고려대학교위치인식및자율주행기술이동로봇의지도형성방법및위치인식방법 한국과학기술 연구원 위치인식및자율주행기술 스캐닝장치의움직임추적방법 군산대학교 장애물파악및회피기술 충돌회피및자율주행을위한센서융합기반하이브리드반응 경로계획방법, 이를수행하기위한기록매체및이동로봇 한양대학교 위치인식및자율주행기술 직선정보기반장소인식을이용한로봇의자율주행방법및자율주행로봇 충북대학교 위치인식및자율주행기술 레이저스캐너를이용한이동로봇의실내주행시스템및방법 한국전자통신 연구원 플랫폼설계기술 병원물류로봇시스템을위한스케줄링및로봇상태모니터링기술 한국전자통신 연구원 한국기계연구원 협업 / 협동기술 모바일매니퓰레이터및조작기술 사용자친화적인로봇이송장치 Navi-guider 기술 다양한물체를파지, 조작할수있는경량형단일 / 양팔 매니퓰레이터기술 245

전략품목현황분석 (2) 이전기술에대한세부내용 분류 기술명 세부내용 직선정보기반장소인식을이용한로봇의자율주행방법및자율주행로봇 기술이전목적및필요성 본발명은직선정보기반장소인식을이용한로봇의자율주행방법및자율 주행로봇에관한것임 기술활용방안및기대성과 영상획득부가전면에배치된카메라를통해소정장소내현재위치에서전방을연속촬영하여복수개의영상을획득하는단계 ; 정보검출부가획득한상기복수개의영상으로부터상기소정장소에대한특징을나타내는직선정보및상기로봇의움직임변화를나타내는모션정보를검출하고, 검출한직선정보및모션정보를데이터베이스에저장하는단계 ; 지도생성부가복수개의키넥트센서를이용하여상기소정장소내장애물의존재여부를포함하는국소격자지도를생성하는단계 ; 위치판단부가상기복수개의영상내포함된직선정보에기초하여상기소정장소에대한장소를인식한후, 상기로봇의현재위치를판단하는단계 ; 경로획득부가상기데이터베이스로부터저장된모션정보를입력받아, 이에기초하여상기로봇의이동경로를획득하는단계 ; 및주행부가획득한상기이동경로를따라상기로봇을주행시키는단계 ; 를포함하는것을특징으로함 이러한구성에의해, 본발명의직선정보기반장소인식을이용한로봇의자율주행방법및자율주행로봇은상기로봇이해당장소내이전에방문한경우, 해당장소를촬영한영상만을이용하여지도없이도상기장소내원하는목적지로용이하게자율이동할수있는효과가있음 기술관련 세부문의 한양대학교 계약관련 246 246

물류로봇 분류 기술명 세부내용 충돌회피및자율주행을위한센서융합기반하이브리드반응경로계획방법, 이를수행하기위한기록매체및이동로봇 기술이전목적및필요성 자율이동로봇센서시스템을단순화하면서도, 실시간으로변화하는동적외부환경에대한효율적인반응경로계획제공- 자율주행이동로봇시스템구축시각종센서융합으로인해발생하는시스템의복잡성문제를키넥트 (Kinect) 와스마트폰기능의적용으로단순화시킬수있음 기술활용방안및기대성과 자율주행자동차, 무인로봇, 자율주행시스템에적용가능함 기술관련 군산대학교 세부문의 계약관련 ( 재 ) 전북테크노파크 247

전략품목현황분석 분류 기술명 세부내용 병원물류로봇시스템을위한스케줄링및로봇상태모니터링기술 기술이전목적및필요성 본기술은병원물류로봇시스템의운용을위해다수의로봇에필요한작업을 효율적으로할당하는스케줄링기술과, 작업시개별로봇의상태를확인하고 로봇에이상이발생하였을경우이를알려줄수있는모니터링기술로구성됨 기술활용방안및기대성과 스케줄링기술 : 기존의로봇적용이단일로봇위주로진행되고있으나기술의발전에따라다중로봇을사용하고자하는요구가확대될것으로판단됨. 이에맞춰본기술은다중로봇시스템에서다중작업을효율적으로할당하는것뿐아니라로봇의상황과새로운작업의지정정도에따라실시간으로리스케줄링하는것이가능하도록개발되었음 모니터링기술 : 로봇의활용시필연적으로발생하게되는유지 / 보수의문제를획기적으로향상시키기위해실시간으로로봇의상태를모니터링하며이를사용자나관리자에게알려주어이상상황발생시효과적으로대응할수있도록함. 또한로봇의작업상황데이터를연속적으로기록하도록하여추가적인기능개발시핵심자료로활용 병원 / 요양원내저하중 / 고하중물류이송시스템과창고, 공장등에서의효율적물류관리시스템, 놀이공원, 대형쇼핑몰등에서의고객탑승및상품운반시스템등에적용가능함 기술관련 세부문의 한국전자통신연구원 계약관련 248 248

물류로봇 분류 기술명 세부내용 사용자친화적인로봇이송장치 Navi-guider 기술 기술이전목적및필요성 로봇을사용하다보면, 사용자가로봇을직접이동시켜야할경우가빈번히발생하여이를위해조이스틱과같은이송장치가보통사용되는데, 이는실제사용에있어로봇을사용자가원하는위치로이동시키기위해서는불편한점이많음. 이런점을개선하기위하여, 본기술에서는로봇을사용자가손쉽게원하는위치및방향으로이동및제어하기위한이송장치로네비가이더 (Naviguider) 라는명칭의장치를개발함 기술활용방안및기대성과 네비가이더를이용할경우, 로봇을애완견을데리고산책하듯이사용자가직관적으로위치및이동속도를제어할수있으므로로봇이송에관한사용자친화적인기능구현가능 시리얼및 USB 통신으로어떤로봇에도독립적으로장착가능하므로, 기존로봇이나새롭게로봇을설계시에손쉽게장착이가능 바퀴가달린이동로봇뿐만아니라, 어떠한이동성을가지는운반체및이동체에적용가능하여그응용성이매우풍부함 네비가이더를구성하는하드웨어및주요부품은매우보편화되어사용되어지는엔코더및전위차계로구성되어있어제작에용의함 본기술은이동로봇과같이바퀴가장착된장비를제어하기위한사용자친화적이고효과적인방법을제안하고있어, 물류로봇, 이동용카트, 여행용가방등에장착되어사용자가편하게이동체를이송하는데사용될수있음 기술관련 세부문의 한국전자통신연구원 계약관련 249

전략품목현황분석 5. 기술개발로드맵 가. SWOT 분석 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 세계최고수준의제조산업및 IT 인프라 ( 기술 ) 모바일로봇, 로봇팔분야상위기술력보유 ( 정책 ) 물류산업에대한지원정책기회 (Opportunity) ( 환경 ) 타산업과의융복합에따른신시장창출 ( 기술 ) 수요처에최적화된기술개발 ( 정책 ) 다양한산업에서의물류로봇적용지원사업 약점 (Weakness) ( 환경 ) 대형유통업과물류업체의참여가필수적 ( 기술 ) 기술적신뢰성확보필요 ( 정책 ) 높은진입장벽해소부족위협 (Threat) ( 환경 ) 선진국의선제대응 ( 기술 ) 아마존, 구글등글로벌기업과의기술격차 ( 정책 ) 무인, 자율로봇에대한법, 제도적규제 중소기업의시장대응전략 실적용환경맞춤형물류로봇기술개발및실증사업에집중 제조 판매에서끝내는것이아닌중 장기간의서비스를포함한사업화모델필요 나. 중소기업핵심요소기술 (1) 핵심요소기술도출절차 특허 / 논문분석을통한요소기술과기술수요와각종문헌을기반으로한요소기술, 전문가추천요소기술을종합하여품목별전문가를통해분류조정한후, 전문가평가과정을거쳐핵심요소기술을선정 - 기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을고려하여평가 요소기술 Pool 구성 요소기술분류조정 핵심요소기술선정평가 핵심요소기술선정 - 특허 / 논문분석 - 기술수요및문헌분석 - 전문가추천 è - 품목별전문가요소기술분류조정 재정의 è - 산학연전문가검토 - 평가항목별요소기술선정평가 è - 평가결과반영로드맵기획대상핵심요소기술도출 250 250

물류로봇 (2) 요소기술 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여 최종요소기술확정 [ 물류로봇요소기술도출 ] 분류요소기술출처 이동기술 작업기술 모바일로봇플랫폼기술실내위치인식기술경로계획및자율주행기술자율충전을위한도킹기술집단물류로봇의통합주행제어기술모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술물류자동선적및하적기술정형 / 비정형물체인식및환경인식기술지능적다물체파지, 조작기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 251

전략품목현황분석 (3) 핵심요소기술 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 물류로봇핵심요소기술 ] 분류요소기술개요 모바일로봇플랫폼기술 물류및제조공장내에서제품, 트레이, 박스, 카세트등을선적 하고, 다양한방향의이동을수행할수있는플랫폼기술 실내위치인식기술 모바일로봇플랫폼의자기위치, 목표위치의절대, 상대위치 인식기술 이동기술 경로계획및자율주행 기술 위치인식기술을바탕으로장애물감지, 장애물회피를포함하며, 목표위치로의자율적인이동경로계획기술 자율충전을위한도킹 기술 RGB 카메라와광학마커, 깊이카메라등을이용하여로봇이스 스로충전할수있도록충전소로정밀이동시키는기술 집단물류로봇의통합 주행제어기술 한공간에서동작하는다수의로봇들의동작을통합적으로제어 하여전체물류시스템이최적의효율을내도록하는기술 모바일로봇탑재용 매니퓰레이터기술 개별물류부품파지, 조작을위한경량형다자유로로봇팔 HW 기술 작업기술 물류자동선적및하적기술정형 / 비정형물체인식및환경인식기술 모바일로봇플랫폼자체또는부가장치를이용한물류, 트레이등의자동선적, 하적기술물류현장의다양한제품종류및파지를위해 RGB/ 깊이카메라로부터얻은정밀한위치인식및로봇간상호인식기술 지능적다물체파지, 조작 기술 각각의사물들의종류와크기, 자세를센서로인식후다양한물체를자유롭게파지하고핸들링할수있는그리퍼및그리핑기술 252 252

물류로봇 다. 기술개발전략 (1) 우리의현황 국내물류로봇분야의시장규모는약 126 억원규모로세계시장에비해아직시장이 발달중인상황임 국내시장의성장률은 13.8% 로세계시장성장률 36.7% 대비낮은수준의성장세를보일 것으로전망됨 물류로봇관련세계최고수준기술보유국은미국이었으며, 국내중소기업기술수준은세계 최고수준의 69.9% 에해당하는것으로평가됨 물류로봇관련특허출원건수가가장많은국가는미국 (4,127 건 ) 이었으며, 우리나라의관련 특허출원건수는 1,444 건으로최다보유국대비약 35% 수준으로조사됨 우리나라의물류로봇관련특허피인용지수는 3.89 으로주요국중가장높았으며, 특허 출원건수가가장많은미국의피인용지수 3.49 와도차이를보여특허의질과경쟁력이높은 상태로조사됨 [ 물류로봇전략캔버스 (Strategy Canvas) ] 253

전략품목현황분석 (2) 기술개발로드맵 254 254

물류로봇 참고 : 핵심요소기술평가결과 지표별평가결과 요소기술 기술개발시급성 기술개발파급성 단기개발가능성 중소기업적합성 합계 비고 모바일로봇플랫폼기술 40.0 41.0 36.0 36.0 153.0 선정 실내위치인식기술 38.0 39.0 35.0 35.0 147.0 선정 경로계획및자율주행기술 물류자동선적및하적기술 자율충전을위한도킹기술 집단물류로봇의통합주행제어기술 모바일로봇탑재용매니퓰레이터기술 정형 / 비정형물체인식및환경인식기술 지능적다물체파지, 조작기술 35.0 38.0 35.0 36.0 144.0 선정 32.0 29.0 36.0 32.0 129.0 선정 31.0 27.0 37.0 36.0 131.0 선정 33.0 33.0 35.0 31.0 132.0 선정 32.0 41.0 33.0 36.0 142.0 선정 29.0 37.0 27.0 27.0 120.0 선정 30.0 36.0 32.0 34.0 132.0 선정 255

전략품목현황분석 바이오공정자동화 지능형로봇시스템

258

바이오공정자동화지능형로봇시스템 정의및범위 바이오분야의액체질소냉동용기, 바이알 (Vial) 과박스등을핸들링할수있는로봇및지능형정보관리 SW시스템으로구성되는로봇시스템 제품분류관점에서는크게 Cryo Store, Deep Freezer, Dry Shipper, Vacuum Cart, Mobile Manipulator for Handling으로구분되며, 공급망관점으로는장비, 소모품 ( 부품 ), 서비스, 소프트웨어로구분 정부지원정책 인공지능 바이오 로봇의료기술개발사업 (2018년 ~2022년 ) 으로인공지능기반로봇융합의료기기개발을지원하며, 원천연구 제품화 임상및인허가등의료기기개발전주기를원스톱으로지원 국가차원에서인체자원을체계적으로확보, 관리하고관련연구개발을지원하고자 2008년부터한국인체자원은행사업을운영중 산업통상자원부는 스마트제조혁신비전 2025 을통해 2020년까지총 2,154억원을 R&D에집중지원하여기술역량확보, 스마트공장보급사업을통해 18~ 25년간 2.5조원규모의시장창출지원 산업통상자원부는 첨단센서 2025 포럼 을발족하고, 첨단센서산업육성을위해 15~ 20년까지총 1,508억원을지원할계획중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 제조산업경험풍부 ( 기술 ) 우수한 IT 인프라 ( 정책 ) 산업지원정책수립기회 (Opportunity) ( 환경 ) 바이오뱅킹및질병연구용수요증가 ( 기술 ) Cell 테라피에대한 R&D 증가 ( 정책 ) 사회안전대응강화 약점 (Weakness) ( 환경 ) 전문인력부재 ( 기술 ) 원천기술미확보로인해가격경쟁력낮음 ( 정책 ) 장기기술개발정책부재위협 (Threat) ( 환경 ) 생산지원인프라부족 ( 기술 ) 글로벌업체와의기술격차 ( 정책 ) 국가적기술개발을위한투자확대 중소기업의시장대응전략 국제표준화에적극적으로참여해기술경쟁력확보시도 핵심부품국산화와신뢰도향상을통한가격경쟁력및 S/W 경쟁력확보

전략품목현황분석 1. 개요 가. 정의및필요성 바이오공정자동화지능형로봇시스템은바이오분야의액체질소냉동용기, 바이알 (Vial) 과 박스등을핸들링할수있는로봇및지능형정보관리 SW 시스템으로구성되는로봇시스템 바이오분야에적용가능한모든지능형로봇시스템을포함 최근대규모바이오뱅크가늘어남에따라자동화시스템에대한수요가늘고있으며, 국가차원의바이오뱅크는많은양의샘플을프로세스하기때문에자동화시스템을갖추는 것이중요 샘플을저장하고인출하는과정에서로봇을사용하면액체질소냉동고로부터냉동진공카트 (Cart) 에이르기까지빠르고안전하게샘플을다룰수있음 인체자원등의샘플을사용자가직접초저온상태에서입출고하지않고, 로봇을사용해입출고시상온노출시간을최소화하는것이필요 바이오공정자동화과정에서생성 저장되는데이터와이를효과적으로다루기위한지능형정보관리 SW 시스템은필수 예를들어, 액체질소용기내부에서높이에따라발생하는온도차이를이용하여샘플이필요한온도변화를따라변화하도록정밀하게위치를제어하는기술등 [ 바이오공정자동화지능형로봇시스템예시 ] 260 260

바이오공정자동화지능형로봇시스템 나. 범위 (1) 제품분류관점 Biobanking 을중심으로제품을분류해보면크게 Cryo Store, Deep Freezer, Dry Shipper, Vacuum Cart, Mobile Manipulator for Handling 으로나눌수있음 (2) 공급망관점 바이오공정자동화지능형로봇시스템을공급망관점에서분류해보면장비, 소모품 ( 부품 ), 서비스, 소프트웨어로구분할수있음 [ 제품분류관점기술범위 ] 바이오공정자동화지능형로봇시스템 제품분류관점 공급망관점 Cryo Store 장비 Deep Freezer 소모품 ( 부품 ) Dry Shipper Vacuum Cart 서비스 Mobile Manipulator for Handling 소프트웨어 261

전략품목현황분석 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 노동인력, 생산환경의변화로인해자동화로봇시스템수요증가 전세계적인인건비증가와고령화에따른노동인력의감소뿐만아니라, 사람보다더일관되고높은효율성을보이는로봇에대한수요가증가중 현재복잡한지능형로봇기능보다는기존에사람이하던업무를자동화하는데집중 외국계대형로봇업체들이선점하고있지만, 전략적기술개발을통한글로벌경쟁력제고로 국내기업들의시장진출및확대가가능 바이오산업은세계적인경기침체시기에도빠르게성장 특수분야용산업으로시장이넓지않으며, 각종규제및인증이까다로운특징 DNA 분석기술등바이오분야의기술진보가가속화 DNA 분석비용 (cost per genome) 은 2001년약 9,500만달러였으나, 2015년에는 1,245달러수준까지하락 DNA 분석기술은대중화단계에진입할것으로예상 우리나라는 2016 년 로봇산업발전방안 을발표하고, 5 대유망품목에물류이송로봇이포함 5 대유망품목 : 첨단제조, 의료재활, 물류이송, 소셜, 안전로봇 물류센터테스트베드를설치하여물류센터내 셔틀로봇, 자동피킹로봇 등의성능검증 인증 등상용화지원 ( 17 년 ) CJ 대한통운물류센터 ( 군포, 덕평 ), 칼텍 ( 인천 ), 태광산업 ( 울산 ) 등 스마트센서의경량화및복합화를통한고부가가치화실현 스마트센서는기능이단순하고정밀도가낮으며사용이불편한이전의센서에비해센싱소자와신호처리가결합하여데이터처리, 자동보정, 자가진단, 의사결정기능을수행하는 소형, 경량, 고성능, 다기능, 고편의성, 고부가가치의센서 를의미 262 262

바이오공정자동화지능형로봇시스템 스마트센서는컴퓨터가갖는우수한데이터처리, 판단기능, 메모리기능, 통신기능등을내장하고있어지능형로봇시스템에필수불가결한품목 (2) 산업의구조 바이오공정자동화지능형로봇시스템과관련된후방산업은로봇구동알고리즘, 임베디드소프트웨어, 데이터베이스구축, 빅데이터, 인공지능, 로봇팔, 피킹기술등의기반기술관련산업 복잡한연산을고속으로수행하는임베디드제어기와실시간 OS 기반의소프트웨어기술은기계나전기적인기반기술과함께필수요구되는요소임 샘플이보관된 Deep Freezer의극저온환경에서도작동할수있도록극한환경용로봇기술이필수 전방산업은바이오, 헬스케어, 생명과학연구등으로구성 [ 바이오공정자동화지능형로봇시스템분야산업구조 ] 후방산업 바이오공정자동화지능형로봇시스템 전방산업 로봇구동알고리즘, 임베디드소프트웨어, 데이터베이스구축, 빅데이터, 인공지능, 로봇팔, 피킹기술, 극한환경용로봇기술 구동기, 임베디드제어, 로봇데이터관리, Deep Freezer 내부데이터관리등 바이오, 헬스케어, 생명과학등 263

전략품목현황분석 나. 시장환경분석 바이오뱅킹기술의세계시장규모는 2017 년 2,060 억달러에서연평균 3.9% 씩증가해 2022 년 2,496 억달러수준으로증가할것으로예측 [ 바이오뱅킹기술분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 십억달러, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 세계시장 206.0 214.0 222.4 231.1 240.2 249.6 3.9 * 출처 : Biobanking: Technologies and Global Markets, Research and Markets(2017) 바이오뱅킹은암등특수질환분야에서탁월한효과의신약과치료방법이개발되는데 핵심적역할을수행하고있으며지속적으로규모가증가할것으로예측 핵산분리및정제산업 (Nucleic Acid Isolation & Purification, NAIP) 은 2017 년 1374.8 백만달러에서연평균 6.04% 씩증가해 2022 년 1954.6 백만달러수준으로증가할 것으로예측 [ 핵산분리및정제분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 십억달러, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 세계시장 206.0 214.0 222.4 231.1 240.2 249.6 3.9 * 출처 : Nucleic Acid Isolation & Purification Market, Mordor Intelligence(2018) (2) 국내시장 16 년말기준으로로봇산업총생산액은 4 조 4,903 억원으로, 전년도생산액 3 조 9,576 억 원대비 13.5% 증가하였으며, 바이오공정자동화지능형로봇시스템이속한전문서비스 로봇의 16 년총생산액은 7,107 억원으로전년대비 42.0% 증가 264 264

바이오공정자동화지능형로봇시스템 [ 국내로봇시장현황 ] 구분 ( 증감 ) 생산매출수출수입 ( 단위 : 억원, %) 2014 2015 2016 비중 2014 2015 2016 비중 2014 2015 2016 비중 2014 2015 2016 비중 제조 23,061 24,293 26,688 (9.9) 서비스 4,624 5,885 7,107 (20.8) 59.4 24,671 25,831 27,009 (4.6) 6,916 3,990 58.8 6,694 6,751 72.9 2,834 4,391 (2.4) ( 9.1) 64.2 7,464 1,540 15.8 5,020 6,277 16.2 1,098 1,046 (18.9) (47.2) 16.2 363 445 781 (75.5) 12.6 전문 1,377 2,629 3,733 4,055 8.3 1,615 2,830 (42.0) (43.3) 8.8 154 320 734 (129.4) 7.7 182 213 690 (223.9) 11.1 개인 3,247 3,256 3,374 3,409 7.5 3,45 3,447 (3.6) ( 1.1) 7.4 944 726 806 (11.0) 8.5 181 232 91 ( 60.8) 1.5 부품 6,135 9,397 11,108 (18.2) 24.7 7,983 10,060 11,499 (14.3) 1,027 1,442 25.0 312 362 10.8 1,780 1,558 (183.7) ( 7.4) 23.2 합계 33,820 39,575 44,903 45,972 9,483 6,213 100 37,674 42,168 100 8,104 8,159 100 4,977 6,394 (13.5) (9.0) (16.2) ( 2.8) 100 * 출처 : 2017 로봇산업실태조사보고서 ( 한국로봇산업협회, 2018 년 ) 265

전략품목현황분석 3. 기술분석 가. 기술개발이슈 바이오뱅킹은장기 조직 혈청 DNA RNA 등인간에서채집한세포성분을표본으로, 특히특정질환의환자및대조군샘플을추출하여시료종류별로처리 보관하는기술 게놈기술이발전함과동시에기술비용은낮아지고또한연구주제가다양해지면서바이오뱅킹은규모가증가함과동시에관련업체들에게사업을확대할수있는기회를제공 최신장비개발과샘플수집시설이용증가도바이오뱅킹의성장을뒷받침 고품질의잘유지된바이오샘플은특수질환분야의다양한질병에대한신약과치료개발지원에사용되는가운데, 의학연구성과를임상응용에결부시키는데대단히중요한자원으로활용 바이오뱅킹은제약과진단산업에상당한이익을창출할것으로예상되며, 특히질병과연관된유전자를규명하고개인맞춤형치료발전을이끌어나가는데선도적역할을수행할수있을것으로기대 바이오뱅킹은특수질환분야의수준을몇단계더끌어올릴수있는가능성을내포하고있으며, 이를위해바이오뱅킹관련업체와연구자들은예외적특성의샘플에보다쉽게접근할수있고, 샘플의생물학적차이를더욱정교하게계량화할수있는자동화지능형로봇시스템개발이필요 빅데이터활용을위한데이터수집에있어서의가장중요한포인트는수집한데이터의이용을모두고려한후에데이터의수집을실시해야함 Marchand and Peppard(2013) 는일반적인 IT 도입과같은순서로빅데이터활용을진행시키려하면실패한다고지적하면서, 빅데이터활용의시스템은업무시스템과는달리, 데이터베이스에정보를축적하거나일정한처리를연속적으로반복하는것이아니라, 최종적으로사용자가사용할수있도록하는것이목적이기때문 데이터의최종사용자가얼마나의사결정이나부가가치향상에활용할수있었는가하는관점에서데이터의가치를평가해야하며, 이를기반으로데이터를수집하여, 용량및관리비용절감가능 데이터의표준화 고품질화 수집하는데이터이용목적이명확하다면대량의 raw 데이터품질을고도화하여즉시사용할수있는데이터 ( 딥데이터 ) 를선별하고, 효율적인축적 관리를통한분석 이용이필요하며, 이를위해수집된데이터의선별및가공의타당성에대한근거의필요성여부등검토할필요가있음 데이터클렌징은새로운데이터베이스, 데이터웨어하우스의무결성제약조건에위배되는데이터들을클렌징하여데이터이전이될수있도록정리하는것을지칭하며, 데이터클렌징과데이터추출 가공 결합기술은데이터분석자 이용자에게있어서중요 수집되는데이터의종류와수집방법에따라데이터중복과표현의특징에따라, 중복제거및표현의통일등의표준화하여데이터의품질향상을도모할필요가있음. 품질이좋은데이터라하더라도이용 활용에적합한형태로활용하기위해데이터정리 추출이나데이터가공 결합기술이필요함 266 266

바이오공정자동화지능형로봇시스템 국제데이터관리협회의영국지부자료를살펴보면, 데이터의품질에는 6 개의주요기준이있음 [ THE SIX PRIMARY DIMENSIONS FOR DATA QUALITY ASSESSMENT ] 기준시장규모 Completeness ( 완전성 ) Uniqueness ( 유일성 ) Timeliness ( 적시성 ) Validity ( 정당성 ) Accuracy ( 정확성 ) Consistency ( 일관성 ) 보유한데이터가잠재적인전데이터에대해 100% 를포함함 특정대상이두줄이상에걸쳐기록되어있지않음 요구하는시점의현실을나타내고있는정도 정의되어있는구문규칙 ( 포맷, 형태, 범위 ) 에올바르게준거함 기술하고있는분야의대상이나이벤트를정확히나타내고있는정도 데이터세트내또는세트간에일관된정의에대해, 복수표현등의상이성이없는것 * 출처 : DAMA UK 제조과정에서기계및설비에연결된센서및마이크로칩은기계의작동상태, 사용중인 재고및온도, 습도, 조명및동작과같은전반적인생산조건에대한실시간데이터를 제공하고, 원격측정이나상태데이터로전송 지능형로봇시스템을구현하기위해사용되는사물인터넷 (IoT) 기술과기계학습은다운타임을피하기위한예측자산정비에활용되고있음 IoT는실시간원격측정데이터를제공하여생산공정의세부사항을파악 데이터분석을통해기계학습알고리즘은기계고장등의시기를예측 지능형로봇개발및보급촉진법에따라로봇제품보급확산을통한국내외시장창출을 목적으로시장창출형로봇보급사업이운영중임 산업부와로봇수요처인각관계부처협력을통해운영하고한국로봇산업진흥원에서평가및관리총괄 기본방향은신제품개발이후시장창출단계중간단계를지원하여로봇기업의사업화적용실적확보와제품의우수성입증기회제공을하고있음 11년부터 16년까지 111개과제 1,091억원예산을투입하여 2,756억원매출성과 의료재활, 로봇부품, 농업용, 수중로봇, 국방용, 교육용등의공공수요발굴형과공모방식발굴형사업으로다양한분야에투입하고있음 267

전략품목현황분석 나. 주요기업동향 IRELEC 은극저온환경에서의바이오뱅크자동화로봇시스템을개발 유연한 6 축로봇팔과전용그리퍼를사용해극저온환경의바이오뱅크에서자동화가가능 [ IRELEC 의자동화로봇 ] SYSMEX 는영하 196 도의극저온환경에서도작동하는자동화로봇시스템을개발 외부 PC 와네트워크로연결되어시스템에대한추가조작가능 [ SmartFreezer System ] 야스카와 (Yaskawa) 는 Bio Medical 로봇이라는범주아래, 여러핸들링로봇들을개발 좁은공간에서높은자유도, 실험결과의높은재현성, 사람이사용하는도구를그대로사용가능한 특징보유 268 268

바이오공정자동화지능형로봇시스템 [ 야스카와의 Bio Medical Robot ] 일본국립산업기술종합연구소 (National Inssitute of Advanced Science and Technology:AIST) 와야스카와 (Yaskawa) 는사람처럼정교하게동작할수있는실험실용로봇시스템인 Mahoro Cell을개발 Bench Work에서유해한환경혹은사고가일어날수있는위험한환경에서의작업을자동화 사람이상의높은재현성을보장 Cell lysate preparation, Immunoprecipitation before MS analysis, Sample preparation, RNA preparation 등에서사용가능 [ Mahoro Cell ] JEL Corporation 은배양접시반송로봇을개발판매 의료, 바이오관련등의무균실, 클린환경하에서의반송이가능 269

전략품목현황분석 마이크로플레이트반송가능 틸트기구에의해배양접시를기울이고, 배양액등의흡입이가능 수평다관절로봇등에반송부를설치가능 [ 배양접시반송로봇 ] AstraZeneca는신약개발을위하여 NiCoLA-B 로봇을도입 측정및반응장치들이로봇팔을중심으로원형으로층층이배치되어있으며, 로봇팔을통해샘플이나용액이담긴플레이트를전달할수있음 하루에 30만개의화합물을처리할수있으며, 연간 30~40개의프로젝트에사용 하나의장치만으로다양한실험이가능할뿐아니라공간효율을높이는데탁월한장점이있음 어날리틱예나 (Analytik Jena) 는생물분석응용분야를위한시스템을제공하며, 각종 핸들링로봇과함께자동화솔루션을제공 [ 어날리틱예나의로봇예시 ] 270 270

바이오공정자동화지능형로봇시스템 Brooks 는자동화된 LN2 샘플저장솔루션 BioStore III 개발 기존모델은 20 ~ -80 도사이에서작동했었으나, BioStore III 는 190 ~ -20 도사이에서작동해 극저온환경에서의자동화실현 [ BioStore III ] 271

전략품목현황분석 다. 특허동향 바이오공정자동화지능형로봇시스템기술분야특허상주요기술 주요기술 - 액체질소냉동고로부터 Box단위로자동으로입출력을가능하게하는로봇시스템과여기에조화를이루는액체질소냉동고설계및제조기술인 Box 핸들링로봇시스템, Vial 핸들링로봇시스템, Rack 핸들링로봇시스템, 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템및샘플온도제어로봇시스템등이포함됨 요소기술코드설명 Box 핸들링로봇시스템 Vial 핸들링로봇시스템 Rack 핸들링로봇시스템 A B C 액체질소냉동고로부터 Box 단위로자동으로입출력을가능하게하는로봇시스템과여기에조화를이루는액체질소냉동고설계및제조기술 액체질소냉동고로부터 Box 를꺼내고이안에존재하는 Vial 을자동으로입출력가능하게하는로봇시스템과여기에조화를이루는액체질소냉동고설계및제조기술 액체질소냉동고로부터 Rack 을자동으로입출력할수있고, 꺼낸 Rack 을넣어서운반할수있는냉동진공카트 (Cart) 를포함하는이동로봇시스템기술 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템 Deep Freezer 용로봇 D E 샘플핸들링을위한로봇을내부에설치할수있는 Deep Freezer 설계및제조기술 Deep Freezer 의저온환경에서작동이가능한샘플이송을위한로봇과엔드이펙터기술 샘플온도제어로봇시스템 F 액체질소용기내부에서높이에따라발생하는온도차이를이용하여, 샘플이필요한온도변화를따라변화하도록정밀하게위치를제어하는기술 세부분야별특허동향 주요기술별출원인국적별특허동향 - 바이오공정자동화지능형로봇시스템기술의요소기술별주요출원인국적별특허정보데이터 입수하였으며, 최근 10 년간의특허데이터를비교분석함 요소기술 한국 미국 일본 유럽 기타 계 Box 핸들링 로봇시스템 0 43 2 20 24 89 Vial 핸들링로봇시스템 0 10 1 0 1 12 Rack 핸들링로봇시스템 0 3 1 3 6 13 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템 395 2,992 2,217 3,631 1,879 11,114 Deep Freezer 용로봇 6 99 2 20 37 164 272 272

바이오공정자동화지능형로봇시스템 요소기술한국미국일본유럽기타계 샘플온도제어로봇시스템 0 33 4 8 13 58 합계 401 3,180 2,227 3,682 1,960 9,490 - 국가별요소기술별특허동향에서유럽국적의출원인이가장활발한연구개발을하고있으며, 그다음으로는미국, 일본, 한국국적의출원인순으로나타남 - 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템분야에서는미국국적의출원인이가장많은비중을차지하고있으며, 한국국적의출원인이상대적으로적은출원량을보유하고있음 - Box 핸들링로봇시스템기술및 Deep Freezer용로봇기술은미국국적의출원인이가장많은비중을차지하고있으며, 그다음으로는유럽국적의출원인이특허를많이출원하고있음 - Vial 핸들링로봇시스템및 Rack 핸들링로봇시스템분야는전체적으로가장낮은출원을보임 - 한국국적의출원인은대부분의출원이로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템분야에서이루어지고있음 - 해외국적출원인의특허출원량도한국국적의출원인과유사하게로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템분야에서특허활동이이루어지고있음 273

전략품목현황분석 주요기술별출원인동향 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 Box 핸들링로봇시스템 Accelerated Ag Technologies Sun, Qiangdan QIAGEN GMBH 특허활동없음 Vial 핸들링로봇시스템 Vial 핸들링로봇시스템 특허활동없음 Rack 핸들링로봇시스템 Peter Forsell Wei Jenmr CHENG Logic Art Automation 특허활동없음 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템 TOYOTA IBM SIEMENS 특허활동없음 Deep Freezer 용로봇 Covidien Ethicon Endo-Surgery 한국과학기술연구원 공공연구기관중심 한국과학기술연구원 샘플온도제어로봇시스템 Endostim Hitachi Dako Denmark 특허활동없음 : 200 건이상, : 150~199 건, : 100~149 건, : 50~99 건, : 50 건미만 Box 핸들링 로봇시스템분야주요출원인동향 - Box 핸들링로봇시스템분야는 Accelerated Ag Technologies 이가장많은특허를보유하고 있으며그다음으로는 Sun, Qiangdan 과 QIAGEN GMBH 순으로다수의특허를보유함 274 274

바이오공정자동화지능형로봇시스템 Vial 핸들링로봇시스템분야주요출원인동향 - Vial 핸들링로봇시스템분야는 Peter Forsell 가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 Wei Jenmr CHENG, Logic Art Automation 등이많은특허를출원하고있음 Rack 핸들링로봇시스템분야주요출원인동향 - Rack 핸들링로봇시스템분야는 Peter Forsell 가가장많은특허를보유하고있으며, 그다음으로는 Wei Jenmr CHENG, Logic Art Automation 등이많은특허를보유하고있음 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템분야주요출원인동향 - 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템분야는 TOYOTA 가가장많은특허를보유하고있으며. 그 다음으로는 IBM, SIEMENS 가다수의특허를보유함 Deep Freezer 용로봇분야주요출원인동향 - Deep Freezer 용로봇분야는 Covidien 가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 Ethicon Endo-Surgery, 한국과학기술연구원등이많은특허를출원하고있음 샘플온도제어로봇시스템분야주요출원인동향 - 샘플온도제어로봇시스템분야는 Endostim 가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 Hitachi, Dako Denmark 등이많은특허를출원하고있음 국가별특허활동지수 (AI) 비교 특허활동지수 (Activity Index) 는상대적집중도를살펴보기위한지표로서, 그값이 1 보다큰 경우에는상대적특허활동이활발함을나타냄 한국은 Box 핸들링로봇시스템, Vial 핸들링로봇시스템, Rack 핸들링로봇시스템및샘플 온도제어로봇시스템분야에서는특허활동이부진하나, Deep Freezer 용로봇분야의 특허출원은활발한것으로나타남 미국은 Rack 핸들링로봇시스템분야에서는특허활동이부진하나, Vial 핸들링로봇시스템 분야의특허출원은활발한것으로나타남 일본은 Deep Freezer 용로봇분야에서는특허활동이부진하나, 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 유럽은 Vial 핸들링로봇시스템분야에서는특허활동이부진하나, 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템분야의특허출원은활발한것으로나타남 275

전략품목현황분석 질적수준을고려한각국의시장력분석 시장력이전체평균 1.1을상회하는국가로는중국외에프랑스, 독일이있으며, 질적인 수준이높은특허보유국은미국임 - 질적인측면을같이고려한시장력에있어서미국은 질적수준은높지만시장성은 낮은국가 쪽으로조사됨 - 미국은시장력면에선독일과유사혹은다소뒤지지만질적수준은가장높은것으로나타남 - 한국은질적수준은다소낮지만시장성은평균수준에속하는것으로조사됨 국가 특허수 PFS (Σ 패밀리수 /Σ 특허수 ) CPP (Σ 피인용수 /Σ 특허수 ) US 3180 1.115094 2.488209 JP 2227 1.093399 0.95189 DE 2188 1.118373 0.435233 CN 534 1.243446 0.438679 KR 401 1.097257 0.429688 FR 338 1.133136 0.524752 전체평균 146 1.132751 1.388472 276 276

바이오공정자동화지능형로봇시스템 바이오공정자동화지능형로봇시스템분야의주요경쟁기술및공백기술 바이오 공정 자동화 지능형로봇 시스템 분야의 주요 경쟁기술은 로봇 탑재 가능 Deep Freezer 시스템및 Deep Freezer용로봇로나타남 - 로봇 탑재 가능 Deep Freezer 시스템 기술이 가장 경쟁이 치열한 분야이고, Vial 핸들링 로봇시스템, Rack 핸들링 로봇시스템분야는 아직까지 출원이 활발하지 않은 공백기술 분야로 나타남 요소기술 기술집중도 Box 핸들링로봇시스템 Vial 핸들링로봇시스템 Rack 핸들링로봇시스템로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템 Deep Freezer용로봇샘플온도제어로봇시스템 : 200 건이상, : 150~199 건, : 100~149 건, : 50~99 건, : 50 건미만 최신국내특허기술동향 요소기술 최근핵심기술동향 Box 핸들링로봇시스템 생물학적재료의인큐베이션및유리화를위한장치 Vial 핸들링로봇시스템 생물학적으로활성인분자를송달할수있는멀티챔버 캡슐화세포요법카트리지디바이스, 및이러한디바이스를 사용하는방법 Rack 핸들링로봇시스템 극저온샘플운반장치 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템 액체저장용기및방열부재를갖는운반장치 Deep Freezer 용로봇 증진된효능을갖는면역이펙터세포요법 샘플온도제어로봇시스템 환자의장기의조직벽에의해형성된루멘내의유체및 / 또는다른신체물질의흐름을제어하기위한장치 277

전략품목현황분석 국내특허동향을살펴보면공공연구기관을중심으로 Deep Freezer용로봇기술분야의특허활동이이루어지고있는것으로나타나고있으며, Box 핸들링로봇시스템, Vial 핸들링로봇시스템, Vial 핸들링로봇시스템, Rack 핸들링로봇시스템및샘플온도제어로봇시스템기술분야는상대적으로특허활동이미미한것으로나타남 - 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템분야및 Deep Freezer용로봇분야는경쟁이가장많은분야이고 Vial 핸들링로봇시스템, Rack 핸들링로봇시스템, Box 핸들링로봇시스템및샘플온도제어로봇시스템분야는공백기술영역인것으로판단됨 - Deep Freezer용로봇분야의경우한국과학기술연구원의특허활동이강한영역인만큼공공연구기관과연계하는공동연구전략의수립도필요한것으로판단됨 중소기업특허전략수립방향및시사점 Box 핸들링로봇시스템, Vial 핸들링로봇시스템, Vial 핸들링로봇시스템, Rack 핸들링로봇시스템및샘플온도제어로봇시스템기술분야는상대적으로특허활동이미미한영역인만큼특허정벽이높지않고, 중소기업의연구개발및특허전략수립방향설정시검토가필요할것으로판단됨 - 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템기술분야는경쟁장벽이가장높고이미다수의연구개발이이루어지고있는만큼, 중소기업의후발참여시, 선점특허의면밀한분석과경쟁업체의특허망분석과함께특허전략수립이필요할것으로판단됨 278 278

바이오공정자동화지능형로봇시스템 4. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 연구개발기관 로봇산업클러스터 로봇산업의성장및시장진입을위해서는인프라조성, 상용화 R&D에대한체계적정부지원필요성에따라로봇산업클러스터조성 기업의장비활용교육및설계지원을통해제품기획부터제품검증까지전반과정지원을위한로봇혁신센터와로봇기업의시제품제작지원및신뢰성평가지원을위한로봇협동화팩토리구축 로봇혁신센터, 로봇협동화팩토리, 표준시험인증센터에로봇설계 해석 디지털검증 SW, 시제품 시작품가공제작장비, 성능시험평가및품질인증관련장비구축 로봇및로봇융합기술분야의성공적인창업활동을위해인프라및지원프로그램을제공함으로써창업자및창업초기기업의안정적인창업및성장지원 의료, 사회안전, 중소제조등의특화분야를중심으로생산공정자동화기술, 부품모듈상품화기술, 킬러애플리케이션기술개발지원 산업용협동로봇국가표준 (KS) 제정 산업통상자원부국가기술표준원은 " 산업용협동로봇 " 국가표준 (KS) 을제정고시 (2017.10) 스마트공장보급 확산과연계하여협동로봇의수요를창출하고, 서비스로봇인이동로봇의안전성확보와품질향상등을통해수출경쟁력강화를위한국가표준 (KS) 제정 한국로봇산업진흥원을중심으로산 학 연전문가가모여약 1년간에걸쳐표준을개발하였으며, 안전 품질관점에서로봇기술이저해되지않도록최소한의요건을정함 산업용협동로봇은협동작업시인간과의충돌방지를위해로봇의최고속도를 250mm/s 이하로제한하고동작정확도, 반복정밀도, 전자파적합성등의성능을규정 국가표준 (KS) 제정으로안전성확보, 품질향상등을통해국산로봇의내수확대및수출촉진이기대되고, 협동로봇의사용확대로스마트공장지원 협동로봇얼라이언스를구축하여협동로봇시스템이설치되는작업현장의안전검사기준마련을위한안전점검가이드라인을제정 산업안전보건기준에관한규칙제223조에따라협동로봇안전관련국제요구사항 (ISO TS 15066) 에부합함을인증하기위한단체표준 (KOROS) 개발추진 279

전략품목현황분석 연구개발자원 국가연구개발지원사업 산업통상자원부 - 에너지 자원기술개발사업 - 전략핵심소재기술개발사업 - 신재생에너지기술개발사업 - 산업융합원천기술개발사업 - 로봇미래전략 (2013~2022) - 산업엔진프로젝트 (19대미래성장동력 ) - 사업화연계기술개발사업 ( 민간투자연계형등 ) 보건복지부 - 국립재활원 보훈병원등에재활로봇보급 - 국공립병원에국산수술로봇선도제품시범적용 로봇산업정책협의회 - 창의적 도전적로봇연구촉진을위한풀뿌리지원프로그램 한국로봇산업진흥원 - 로봇산업클러스터 : 센터와장비를구축하고, 기술사업화촉진및로봇창업맞춤형지원과상용화기술개발지원을통해의료, 사회안전, 제조분야의로봇산업육성을목표로함 - 로봇활용중소제조공정혁신지원사업 : 로봇을활용한중소제조공정혁신으로국내중소제조업의생산성향상, 고부가가치화등제조경쟁력강화와국내로봇기업경쟁력제고및로봇산업규모확대를지원하는사업으로수요기업당국비최대 3~10억원지원 ( 총사업비 50% 이내 ) 및민간부담금국비 50% 이상현금매칭으로경제적지원 - 시장창출형로봇보급사업 : 보건복지부와국립재활원이참여하는의료재활로봇보급사업, 산업통상자원부와부천산업진흥재단이참여하는시장창출형로봇부품보급사업등의공공수요형사업과아이디어발굴형사업을진행 중소기업대상시설및장비지원 중소기업전용연구시설 (Rental Lab) ( 한국생산기술연구원 ) - 공동연구수행및장비를효율적으로이용하고자하는중소 중견기업에게연구공간을제공하고, 연구원인프라 ( 인력, 장비등 ) 를활용한근접지원을통해기업의생산성및경쟁력을높이고있음 실용화중심의로봇중소기업부설연구소 ( 한국로봇융합연구원 ) - 국내로봇기업의경쟁력강화를위해공동연구개발 기술자문 장비이용등맞춤형기업지원서비스제공 - 지능형로봇개발및제품상용화촉진사업 / 로봇융합비즈니스사업 / 경북특화산업로봇융합사업 / 수요발굴지원단 / 중소기업융 복합기술개발사업 280 280

바이오공정자동화지능형로봇시스템 연구장비공동활용지원사업 ( 중소벤처기업부, 한국로봇산업진흥원 ) - 주관기관이보유한연구시설과장비, 소프트웨어를중소기업이공동활용하도록지원 - 연구개발과설계및디자인, 시제품제작, 성능평가, 양산및마케팅에이르는원스톱지원 국가연구시설장비진흥센터 ( 과학기술정보통신부 ) - 장비활용종합포털사이트 ZEUS를통해국가연구시설 장비의활용극대화를위해필요한정보를체계화하고모두가편리하게이용할수있도록최상의서비스를제공 산업기술개발장비공동이용시스템 e-tube ( 산업통상자원부, 한국산업기술평가관리원, 한국산업기술진흥원, 한국에너지기술평가원 ) - e-tube를통해산업기술 R&D에필요한연구장비를보다쉽고, 빠르고, 편리하게이용할수있도록적극지원 나. 연구개발인력 바이오공정자동화지능형로봇시스템분야는한국기계연구원, 전자부품연구원, 한국로봇융합연구원등에서연구개발을진행하고있음 정부는개방형로봇산업생태계조성을위해인력양성측면에서多기술영역업무수행및 다양한산업분야에서로봇융합을통한신규비즈니스창출이가능한중소기업실무형로봇 전문인력양성추진 [ 바이오공정자동화지능형로봇시스템분야주요연구조직현황 ] 기관소속연구분야 한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 메카트로닉스기술기반의첨단산업용로봇기술 초정밀가공장비기술및관련공정기술 전자부품연구원 융합시스템연구본부 정밀모터및스마트액추에이터 구동 센서 제어모듈설계, 로봇용 초고속 고정밀 제어기 제조, 전문서비스로봇용구동모듈, 머니퓰레이션기술 한국로봇융합연구원 제조로봇연구본부 산업현장적용로봇의부품기술 산업현장적용을위한로봇플랫폼기술 산업현장작업을위한로봇지능기술 281

전략품목현황분석 5. 기술개발로드맵 가. SWOT 분석 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 기술 ) 우수한 IT 인프라 ( 정책 ) 산업지원정책수립기회 (Opportunity) 약점 (Weakness) ( 환경 ) 영세한산업구조 ( 기술 ) 원천기술미확보로인한높은비용필요 ( 정책 ) 산업전반에걸쳐규제가심함위협 (Threat) ( 환경 ) 바이오뱅킹및질병연구용수요증가 ( 기술 ) Cell 테라피에대한 R&D 증가 ( 환경 ) 생산지원인프라부족 ( 기술 ) 글로벌업체와의기술격차 중소기업의시장대응전략 국제표준화에적극적으로참여해기술경쟁력확보시도 핵심부품국산화와신뢰도향상을통한가격경쟁력및 S/W 경쟁력확보 나. 중소기업핵심요소기술 (1) 핵심요소기술도출절차 특허 / 논문분석을통한요소기술과기술수요와각종문헌을기반으로한요소기술, 전문가추천요소기술을종합하여품목별전문가를통해분류조정한후, 전문가평가과정을거쳐핵심요소기술을선정 - 기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을고려하여평가 요소기술 Pool 구성 요소기술분류조정 핵심요소기술선정평가 핵심요소기술선정 - 특허 / 논문분석 - 기술수요및문헌분석 - 전문가추천 è - 품목별전문가요소기술분류조정 재정의 è - 산학연전문가검토 - 평가항목별요소기술선정평가 è - 평가결과반영로드맵기획대상핵심요소기술도출 282 282

바이오공정자동화지능형로봇시스템 (2) 요소기술 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여 최종요소기술확정 [ 바이오공정자동화지능형로봇시스템분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 액체질소냉동고관련핸들링로봇시스템 Deep Freezer 관련시스템및로봇기술 온도제어로봇시스템 Box 핸들링로봇시스템 Vial 핸들링로봇시스템 Rack 핸들링로봇시스템로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템 Deep Freezer용로봇샘플온도제어로봇시스템 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문분석 283

전략품목현황분석 (3) 핵심요소기술 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 바이오공정자동화지능형로봇시스템핵심요소기술 ] 분류요소기술개요 액체질소냉동고관련핸들링로봇시스템 Box 핸들링로봇시스템 Vial 핸들링로봇시스템 Rack 핸들링로봇시스템 액체질소냉동고로부터 Box 단위로자동으로입출력을가능하게하는로봇시스템과여기에조화를이루는액체질소냉동고설계및제조기술 액체질소냉동고로부터 Box 를꺼내고이안에존재하는 Vial 을자동으로입출력가능하게하는로봇시스템과여기에조화를이루는액체질소냉동고설계및제조기술 액체질소냉동고로부터 Rack 을자동으로입출력할수있고, 꺼낸 Rack 을넣어서운반할수있는냉동진공카트 (Cart) 를포함하는이동로봇시스템기술 Deep Freezer 관련시스템및로봇기술 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템 Deep Freezer 용로봇 샘플핸들링을위한로봇을내부에설치할수있는 Deep Freezer 설계및제조기술 Deep Freezer 의저온환경에서작동이가능한샘플이송을위한로봇과엔드이펙터기술 온도제어로봇시스템 샘플온도제어로봇시스템 액체질소용기내부에서높이에따라발생하는온도차이를이용하여, 샘플이필요한온도변화를따라변화하도록정밀하게위치를제어하는기술 284 284

바이오공정자동화지능형로봇시스템 다. 기술개발전략 (1) 기술개발로드맵 285

전략품목현황분석 참고 : 핵심요소기술평가결과 지표별평가결과 요소기술 기술개발시급성 기술개발파급성 단기개발가능성 중소기업적합성 합계 비고 Box 핸들링로봇시스템 18.0 15.0 20.0 21.0 74.0 선정 Vial 핸들링로봇시스템 18.0 14.0 19.0 20.0 71.0 선정 Rack 핸들링로봇시스템 15.0 14.0 18.0 20.0 67.0 선정 로봇탑재가능 Deep Freezer 시스템 15.0 14.0 19.0 18.0 66.0 선정 Deep Freezer 용로봇 16.0 14.0 18.0 17.0 65.0 선정 샘플온도제어로봇시스템 15.0 13.0 17.0 18.0 63.0 선정 286 286

전략품목현황분석 재활훈련용근력보조 웨어러블로봇

288

재활훈련용근력보조웨어러블로봇 정의및범위 웨어러블로봇은인간의신체로부터생체신호를측정하여구동부를제어하며, 이로써착용자의신체능력을향상시키고자하는장치를의미 재활훈련용근력보조웨어러블로봇은인체에부착된기구부를구동하여착용자의근력을보조하며특히사용하지않는근육의퇴화를방지하고정상기능을할수있도록하는재활분야의료용로봇으로주로사용되며, 고령화로인한사회적요구의증대와장애를가진사용자들을위한기술적보완분야로정의될수있음정부지원정책 2018년 4차산업혁명신산업창출을위한산업기술 R&BD 전략미래시장중점투자분야에 AI 및로봇융합신기술발굴지원, 고령자건강증진기술등이포함 정부는재난현장대응기술을위한로봇개발계획을기획하였으며, 2014년재난대응과학기술역할강화 3개년실천전략에재난대응을위한장비탈부착식굴절로봇과개인방호를위한실시간위험감지수트, 근력강화수트등이포함 2015년정부는안전혁신마스터플랜과안전산업활성화방안의발표를통해범정부차원의재난 / 안전기술개발에대한정책수립하였으며, 이에따라국민안전처는산업연계형국가안전대진단추진기본계획에서 12대선도안전산업에재난대응로봇산업을포함중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 유연한산업구조 ( 기술 ) 우수한 IT 인프라 ( 정책 ) 산업지원정책수립기회 (Opportunity) ( 환경 ) 제조패러다임의변화 ( 기술 ) 기반기술연구 개발 ( 정책 ) 정부와업계의높은니즈 약점 (Weakness) ( 환경 ) 영세한산업구조 ( 기술 ) 핵심원천기술미흡 ( 정책 ) 산업계연계미흡위협 (Threat) ( 환경 ) 생산지원인프라부족 ( 기술 ) 글로벌업체와의기술격차 ( 정책 ) 미시적 R&D 정책 중소기업의시장대응전략 제조, 설계, 소프트웨어등의기존핵심기술역량을웨어러블로봇에접목하여신속한제품개발과사업화추진전략으로시장의요구에대응 실버산업, 의료산업등의사업분야에진출하려는기술형중소기업을위한최적의아이템

전략품목현황분석 1. 개요 가. 정의및필요성 웨어러블로봇은, 인간의신체로부터생체신호를측정하여구동부를제어하는장치를의미함. 이는착용자의신체능력을향상시켜주기위한장치이며, 최근생체인식기술이나초소형구동기술및경량소재등의발달로웨어러블로봇은점차현실화되고있음 웨어러블로봇의구동메커니즘은상지부와하지부로구분할수있으며, 두가지메커니즘을동시에지원하는형태도존재함 재활훈련용근력보조웨어러블로봇은근력기능이약화된노인이나장애인의보행이나일상생활을보조하며, 중장기적으로는재활치료기능까지포함됨 [ 재활훈련용근력보조웨어러블로봇의개발사례 ] 기존의보행재활치료에서는병원내에서수개월동안이뤄지는트레드밀기반의근력향상훈련이주된방법이었지만, 근력보조웨어러블로봇은치료와동시에어느정도의일상생활을가능하게하므로힘든재활과정을이겨내는데큰도움이될수있음. 보행이불가능하여누워서만지내야하는사용자들로써는근력퇴화외의질병발생가능성이높게나타날수있으며, 주변의도움없이스스로활동할수있게된다는것은감정적으로도커다란심리적치료효과의장점이있음 재활훈련용근력보조웨어러블로봇에서사용되는구동기에서는어느정도의힘을낼수있는사용자들이일상생활에거부감이없도록무저항구동제어기술이요구됨 일반적인착용형로봇과다른기술적요소로써, 재활치료의극대화를위한최적보조력을제공하는기술이필요하며임상적소견에따른의료기구로써의개발방향이우선시되어야함 290 290

재활훈련용근력보조웨어러블로봇 착용자의도에따라동작되는로봇개발을위해인체동작의해석이필요함 노인과장애인의경우, 복잡한수동조작방식이적절치않은경우가많으며앞으로가려고할때는몸통을약간앞으로기울이거나팔을앞으로뻗는등의사용자의도파악기술이별도로요구됨 기존착용형로봇개발관련해서적용되었던근전도센서, 비전처리, 족압및가속도센서등의다양한센서융합기술을통해실제사용자에게반영가능한제품이개발되어야함 최대한가벼우면서도큰힘을낼수있는경량기구부와고효율구동장치가필요하며, 다양한 사용자맞춤형제작이되면서도시장에서수용가능한가격이맞춰지기위해서는주요부품의 모듈화를통한대량생산이선행되어야함 291

전략품목현황분석 나. 범위 (1) 제품분류관점 웨어러블로봇은구동기, 기구부, 생체신호측정등의기반기술로구성되며그외에도 보행상태감지를위해족저압측정기술이필요함. 또한로봇과인체의상호작용으로 동작되는제품특성상로봇데이터와착용자데이터관리기술이별도로요구됨 [ 제품분류관점기술범위 ] 전략제품제품분류관점세부기술 모터및감속기기술 구동기기술 유압 / 공압등의큰힘을내기위한구동기술 높은착용성을위한차세대소프트구동기 기반기술 운동학정보측정기술 위치, 자세, 속도, 가속도등의측정기술 힘정보측정기술 ( 구동력, 접촉력등 ) 재활훈련용근력보조웨어러블로봇 동작의도파악기술 임베디드제어기술 뇌파 (EEG), 근전도 (EMG) 등의생체신호기반동작의도파악 조이스틱, 스마트폰등을통한수동입력방식 실시간제어알고리즘과이를위한 RTOS 구현기술 장치드라이버및전원관리등의추가요소기술 족저압측정 지면반력측정위한압력측정기술 로봇데이터관리 관절각도및각속도, 관절토크, 족저압, 배터리잔량등 착용자데이터관리 생체데이터 맥박, 호흡량, 산소포화도, 근전도등 신체데이터 착용자나이, 성별, 신장, 몸무게등 ( 그외심리적데이터포함가능 ) 292 292

재활훈련용근력보조웨어러블로봇 (2) 공급망관점 근력보조웨어러블로봇은모든인류삶의질을향상시키기위한사회적기술로써이러한분야의사업은인간의생존과안전에대한본능을채워주는것을궁극적목표로단순히기업가치창출보다는거시적인시대의요구를우선고려하여야함 의료기술, 보건환경등의발달로전세계적인초고령화시대에서향후노인을위한기술개발과사업방향은필연적이며, 근력보조웨어러블로봇은노화로인한노년층의불편을해소해줄수있는차세대기술로써새로운형태의실버산업창출잠재력이높은분야임 유전, 재난, 질병등으로인한장애로인해일상생활과사회참여가어려운환자들을위하여근력보조웨어러블로봇기술이적용될수있으며, 신경이활성화되어있거나완전히마비되어있는다양한형태의질환환자들을위한맞춤형요소기술개발이요구되고있음 [ 공급망관점기술범위 ] 전략제품공급망관점세부기술 기존의보행보조기는평지에서밀고나갈수있을정도의상황에서만제한적으로이용이가능했으나, 근력보조웨어러블로봇은계단이나경사등에서정상보행이가능하도록개발되어야함 실버산업 기존의보행보조기를사용할수없을정도로근력이약화된노인을위한경우에, 웨어러블로봇은미세한생체신호명령만으로도근력보조되는구동기를이용하여보행뿐만아니라앉고서는등의일상생활이가능하도록개발되어야함 허리나무릎관절등이약해진상황에서는근력보조를하면서도동시에부상이없도록안전성을가지는설계가요구됨 재활훈련용근력보조웨어러블로봇 헬스케어 일상생활에서가벼운운동과자세교정등의역할이기대되며, 웨어러블로봇에부착된각종센서를이용한건강상태모니터링, 자세나보행의교정등의부가기능확장가능성이기대됨 웨어러블로봇기술은넓은범주에서헬스케어에포함될수있지만, 근력보조등의세부기술요소는이와차별화되는부분이많이존재함 하지부분마비재활치료 하지부분마비환자의재활치료를위한웨어러블로봇개발에서는상체기울어짐을통한보행의도분석등의기술연구가필요함 하지완전마비보행보조 척수손상등으로인한하지완전마비환자의보행보조를위한웨어러블로봇개발에서는사용자가로봇의구동을느낄수있도록해주는햅틱기술이나다양한일상환경에서의보행보조를위한정밀구동제어기술등이요구됨 293

전략품목현황분석 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 웨어러블로봇산업은모터와감속기관련산업과기구부제작을위한제조업뿐만아니라, 최근의소프트수트제작을위한신소재산업이나데이터측정및전송을위한 IT 관련산업까지모두포함하는광범위한융복합산업영역임 인체에서직접적용되는제품의특성상기능성을높이기위한개발과함께안전성이나유해성을확보하기위한장기간의연구가함께고려되어야함 일상생활에사용되기위하여사용자편의성과외관디자인등을모두고려해야하며, 주요선진국에서는이러한웨어러블로봇의개발을위해다양한분야의융합연구와기반환경조성을동시에추진하고있음 국내의웨어러블로봇관련한세계적인기술력을효과적으로활용하기위해서기존제조업이나 IT업등과의다양한융합기술추진전략이시급함 의료 / 서비스등의일부한정된분야에서만로봇산업이창출되었으나, 웨어러블로봇개발추세에따라급속도로확대된사업화방향이예견되고있음 주요선진국들의거대 IT기업과핵심기술력을갖춘연구그룹이나중소기업은매년새로운제품과기술을발표하고있음 우리나라의경우로봇관련한기술력있는중소기업들이새로운시장을열지못하여매출실적이매우저조하며, 제조업이나서비스업등의타업종으로이탈하려는경우가많음 (2) 산업의구조 재활훈련용근력보조웨어러블로봇관련된후방산업은웨어러블로봇에사용되는주요핵심기술인모터및감속기제조, 생체신호측정관련센서, 로봇구동알고리즘및보조력제어등의기반기술관련산업 현재전량수입에의존하고있는고효율모터나하모닉드라이브감속기를국내개발하는시도와더불어, 이러한기존제품을웨어러블로봇에적용하기위한기구부하우징이나센서패키징등을통해부위별모듈화하는사업방향제안 복잡한연산을고속으로수행하는임베디드제어기와실시간 OS 기반의소프트웨어기술은기계나전기적인기반기술과함께필수요구되는요소임 많은사용자들로부터로봇과착용자의데이터를축적하여알고리즘개선이나안전성향상등의분석에적용하고자하는빅데이터관련기반기술이요구됨 294 294

재활훈련용근력보조웨어러블로봇 전방산업은실버산업, 헬스케어, 하지재활치료와보행보조등으로구성 [ 재활훈련용근력보조웨어러블로봇기술분야산업구조 ] 후방산업 모터및감속기제조, 생체신호측정관련센서, 로봇구동알고리즘및보조력제어, 임베디드소프트웨어, 데이터베이스구축 근력보조웨어러블로봇기술분야 구동기, 운동학정보측정, 동작의도파악, 임베디드제어, 족저압측정, 로봇데이터관리, 착용자데이터관리 전방산업 실버산업, 헬스케어, 하지부분마비재활치료, 하지완전마비보행보조 295

전략품목현황분석 나. 시장환경분석 BIS 리서치 (Business Intelligence and Strategy Research) 의최근발표된 글로벌웨어러블로봇 ( 외골격 ) 시장분석및전망 2017-2026(Global Wearable Robotic Exoskeleton Market, Analysis & Forecast, 2017-2026) 조사보고서에따르면세계웨어러블로봇시장은 2017 ~ 2026년기간동안연평균 47.4% 의높은성장을할것으로예상 글로벌웨어러블로봇시장은 2017년억원에서 2026년 5조 3천억원수준에달할것으로전망 [ 웨어러블로봇분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 17 18 19 20 21 22 CAGR 세계시장 1,614 2,378 3,506 5,168 7,617 11,228 47.4 * 출처 : BIS Research(2017) ABI 리서치 ( 미국뉴욕 ) 에따르면웨어러블로봇시장은 2016 년 8,940 만달러에서 2021 년 4 조 7,390 억달러로연평균 39.6% 의성장을할것으로분석 IFR(International Federation of Robotics) 의 World Robotics 2017에따르면, 2016년세계로봇전체시장은규모는전년대비 13.2% 성장한 203억 5900만달러에달함 세계로봇시장은제조용로봇산업이주류를이루고있으며, 개인서비스용로봇산업은가파른상승세전망 웨어러블로봇이주로포함되는전문서비스용로봇시장은 `16년기준으로전년대비 6.5% 성장한 46억 7,400만달러로연평균 6.5% 의 CAGR 성장률을나타냄 [ 세계로봇시장매출액 ] ( 단위 : 백만달러 ) 구분 12 년 13 년 14 년 15 년 16 년 16/15 년 CAGR 제조용 8,496 9,507 10,196 11,162 13,128 17.6% 11.5% 서비스용 4,860 5,365 6,174 6,826 7,231 5.9% 12.9% - 개인서비스용 1,224 1,704 2,134 2,229 2,557 14.7% 36.8% - 전문서비스용 3,636 3,661 4,040 4,597 4,674 1.6% 6.5% 합계 13,356 14,872 16,370 17,988 20,359 13.2% 11.1% * 출처 : World Robotics 2017(IFR, 2017 년 ) 296 296

재활훈련용근력보조웨어러블로봇 서비스용로봇은의료, 물류, 필드로봇등전문서비스로봇중심으로증가세를보이며시장형성 세계서비스용로봇시장규모 (IFR, `17.9) : 의료로봇 16.1억불, 물류시스템로봇 9.9억불, 착유 목축등필드로봇 9.8억불, 엔터테인먼트로봇 9.8억불, 국방로봇 7.7억불등 [ 서비스로봇시장추이 ] ( 단위 : 백만달러 ) 구분 2015 2016 2017 금액비중금액비중증가율금액비중증가율 Field Robotics 1,107 11% 984 9% -11% 1,104 8% 12% Logistic Systems 780 8% 992 9% 27% 1,133 8% 14% Medical Robotics 1,462 15% 1,611 14% 10% 1,833 13% 14% Defense Applications 1,038 10% 775 7% -25% 758 5% -2% Domestic Tasks 1,233 12% 1,558 14% 26% 2,012 15% 29% Entertainment Robots 978 10% 980 9% 0% 1,140 8% 16% Others 228 3% 331 5% 45% 412 5% 24% 합계 6,826 100% 7,231 100% 6% 8,392 100% 16% * 출처 : World Robotics 2017(IFR, 2017 년 ) (2) 국내시장 17 년말기준으로로봇산업총생산액은 4 조 9,950 억원으로, 전년도생산액 4 조 4,750 억원 구분 ( 증감 ) 대비 13.5% 증가 2015 2016 2017 [ 국내로봇시장현황 ] 매출생산수출수입 16 년대비증감 2015 2016 2017 16 년대비증감 2015 2016 2017 16 년대비증감 ( 단위 : 억원, %) 2015 2016 2017 제조 25,831 27,009 34,017 25.9 24,453 26,687 30,181 13.1 6,769 6,806 8,860 30.2 4,391 3,990 4,621 15.8 16 년대비증감 전문서비스 개인서비스 2,830 4,055 2,684 33.8 2,629 3,752 2,497 33.4 320 734 191 74.0 213 690 243 64.7 3,447 3,409 3,775 10.7 3,206 3,322 3,576 7.6 708 788 861 9.2 232 91 151 65.2 부품 10,061 11,499 14,499 28.5 9,347 10,989 13,696 24.6 362 1,007 1,072 6.4 1,558 1,442 2,434 68.8 합계 42,168 45,972 55,255 20.2 39,636 44,750 49,950 11.6 8,159 9,336 10,984 17.6 6,394 6,214 7,450 19.9 * 출처 : 2017 년로봇산업실태조사결과보고서 ( 산업통상자원부, 2018 년 ) 297

전략품목현황분석 2017년을기준으로전문서비스용로봇품목의매출액은 2,684억원으로나타남 2015년 2,830억원에서 2016년 4,055억원으로성장했으나, 2017년에다시 2,684억원으로감소 2017년기준으로전문서비스로봇은 2016년에비해매출, 생산, 수출, 수입모두감소 재활훈련용근력보조웨어러블로봇의국내연구 / 개발현황및기술수준 국내웨어러블로봇관련핵심요소기술은정부와기업의적극적인투자로성숙단계에진입하였음 ( 엔젤로보틱스 ( 구 SG Robotics) : 2016 Cybathlon 대회 exoskeleton for complete paraplegia부문에서동메달획득 ) 재활훈련용근력보조웨어러블로봇시장은초기시장에진입한기업이주도하고있음 (Cyberdyne/ 일본, ReWalk Robotics/ 이스라엘, Ekso Bionics/ 미국, Parker Hannifin/ 미국등 ) [ 재활및치료를위한근력보조웨어러블로봇의 FDA 승인현황 ] 초기시장을선점한기업은높은시장점유율을기반으로임상데이터를확보하고있으며, 이를통해사업영역을점차확대해나가고있음 국내 외웨어러블로봇관련핵심요소기술은정부와기업의적극적인투자로성숙단계에진입하였으나, 임상연계연구가부족하여시장진입에많은어려움을겪고있음 국내기업이세계시장에진입하기위해서는실증센터구축을통해임상적효과검증및안전성을확보하고이를기반으로시장점유율을확대하는전략이필요 298 298

재활훈련용근력보조웨어러블로봇 3. 기술분석 가. 기술개발이슈 (1) 기술동향 보행재활용외골격로봇은뇌졸중등의뇌질환으로인해정상적인보행을하기어려운 환자들을지원하는용도로사용되는로봇 병원이나요양원에서치료를목적으로보행훈련을하도록개발된로봇, 일상생활중에착용하고 재활훈련을하도록개발된로봇, 보행을보조해주는로봇을모두포함 제조용로봇과다른서비스로봇과는달리, 노인이나장애인과직접적인상호작용이 이루어지기때문에중량, 부피, 파워등의조건을만족하도록설계되어야함 전통적인외골격로봇들은효과적으로힘을전달하는능력과단단한기계구조로인해 착용자의몸을잘지지할수있는장점을보유했지만, 사람과의상호작용에서문제가발생 최근개발되는소프트웨어러블로봇들은단단한골격구조와기계적관절을가지고있지않아, 기존의외골격형태의웨어러블로봇이가지고있는여러제한사항을극복가능 발목과무릎동작을돕기위한능동형소프트보조장비, 걷는동안일어나는물질대사의에너지효율을증가하는엑소수트, 케이블기반또는공압기반근육구동기를사용한상지및하지재활시스템등 사람의피부와조직처럼부드러움을가진능동소재들의개발이요구됨 소프트웨어러블로봇들이지금보다더실용적으로동작하기위해서는센서뿐만아니라, 착용자의의도까지실시간으로정확히파악할수있는기술개발이필요 한국과학기술연구원에서는 Cable-Differential Mechanism 을적용한외골격로봇을제안 뇌졸중편마비환자의고관절, 슬관절보조를위한로봇으로, 4.8kg 의가벼운무게를구현 차동기어방식의동력전달을통해관절당최대 62Nm 라는높은토크를나타냄 미국텍사스댈러스대학에서는뇌졸중환자의하지재활훈련을위한경량외골격로봇 디자인을제안 무릎과발목관절보조를위한로봇으로, 4.88kg 의가벼운무게를구현 미국콜럼비아대학에서는 cable 을사용한외골격로봇 C-ALEX 를개발 액추에이터를사람이아닌외부프레임에설치하고 Bowden cable 을이용해착용자의종아리와 허벅지에힘을전달 299

전략품목현황분석 (2) 기술환경분석 국내외근력보조웨어러블로봇분석 정상인의근력증강을위한웨어러블로봇이개발됨에따라, 그간의원천기술을이용하여재활치료, 근력보조등의목적을가지는웨어러블로봇이개발됨. 대부분의재활치료용근력보조웨어러블로봇의연구기관은기존에근력증강웨어러블로봇연구를선행하였음 [ 재활치료용근력보조웨어러블로봇의주요사례분석 ] 국가 이름연구기관 초기모델발표년도 특징 제어메커니즘 구동메커니즘 적용부위 WAD HONDA 2007 간단히벨트로착용이가능한편안한디자인과경량의로봇으로매일착용해야하는환자들에게효과적임 에너지분산제어 반능동구동 하지 일본 HAL Cyberdyne 1997 2010 년부터지금까지일본내복지시설과병원에임대형식으로제공되어안정성을입증받았음최근일본정부의승인으로전세계시장에진출할수있게됨 생체신호측정및행동의도파악 전기모터 하지 HEXAR- UR10 한양대학교, ( 주 ) 헥사시스템즈 2010 고관절에보조력을생성하여보행보조힘센서를통한의도파악 전기모터 고관절 SUBAR 서강대학교 2005 능동캐스터워커를동반하여사용자에게구동기장치의무게를부과하지않음 근섬유팽창도측정 / 보행패턴측정 전기모터 하지 한국 전동워커동력보행보조기 (PGO) 재활공학연구소 ( 보건복지부지원 ) 2009 양쪽고관절부위에인공근육을통한공기압력으로교차보행을도움전동워커는보행보조기, 사용자의안전성및독립성을위하여고안된제품 퍼지를이용한균형제어 복합 하지 300 300

재활훈련용근력보조웨어러블로봇 [ 장애인의근력보조와재활치료를위한웨어러블로봇의주요사례분석 ] 국가 이름연구기관 초기모델발표년도 특징 제어메커니즘 구동메커니즘 적용부위 MANUS 매사추세츠공과대학교 1997 어깨와팔꿈치의재활치료용환자는컴퓨터화면에보이는지시를따라하면서재활치료를받을수있음보조정도는환자의상태에따라결정됨 임피던스제어전기모터상지 미국 elegs Ekso Bionics 2008 UC 버클리의연구진이 Berkeley Bionics 사를설립한후, Ekso Bionics 로변경어깨에부착된의도입력장치로의사를전달하면위치제어방법을통하여운동구현 위치제어전기모터하지 스위스 ARMEO LOKO- MAT Hocoma 2007 2010 뇌졸중, 외상성뇌손상혹은신경질환으로인하여손과팔에장애가있는환자들을위한재활운동로봇으로가상현실을이용하여환자의재활치료를도움 컴퓨터화면에표시되는대로보행을유도하고, 부족한근력을모터를이용하여보조함트레이드밀과연동하여다양한재활프로그램구현가능 임피던스제어 / 순응제어 전기모터 상지 임피던스제어전기모터하지 미국독일이스라엘 ReWalk ReWalk 2010 미국, 독일, 이스라엘등다양한국가에연구진과투자자가분포되어있는다국적회사 elegs 와유사한기능을가짐 위치제어전기모터하지 경제사회적파급효과 현재전세계적으로보조기를필요로하는인원은약 1억3000만명정도로추정됨. 이로인한웨어러블로봇시장은 2014년이후연평균 69% 씩성장할것으로전문가들은예측하고있음. 보행보조와간병, 재활치료용보조로봇의수요는계속해서증가할것임. 한정된자원으로인해현재치료를받지못하고있는잠재환자들이, 웨어러블로봇을통하여일상생활에서재활치료를받고원격으로진료를받을수있게되면현재그크기를가늠하기어려울정도의큰잠재시장이생성될것임. 전세계적으로수요가확대되고있는웨어러블로봇이나, 관련기술의연구는특정국가에집중되어있는현실임. 현재상용화되어있는로봇도고가의로봇들이어서시장이제대로형성되지않은상태임. 일반인들이구매하여일상생활에서효과를볼수있는저가의로봇을개발하여세계시장에대량으로공급가능. 또한웨어러블로봇을위하여개발된핵심기술들은그외지능형서비스로봇에도응용가능, 우리나라가로봇강국으로입국하기위한원초기술이될것임. 301

전략품목현황분석 지능형로봇개발및보급촉진법에따라로봇제품보급확산을통한국내외시장창출을 목적으로시장창출형로봇보급사업이운영중임 산업부와로봇수요처인각관계부처협력을통해운영하고한국로봇산업진흥원에서평가및관리총괄 기본방향은신제품개발이후시장창출단계중간단계를지원하여로봇기업의사업화적용실적확보와제품의우수성입증기회제공을하고있음 11년부터 16년까지 111개과제 1,091억원예산을투입하여 2,756억원매출성과 의료재활, 로봇부품, 농업용, 수중로봇, 국방용, 교육용등의공공수요발굴형과공모방식발굴형사업으로다양한분야에투입하고있음 사회안전분야웨어러블로봇으로 15년 4대를투입함 대형재난현장에서인명구조및화재진압소방관의근력지원용으로경북소방학교등에투입 지원사업비 6억원예산투입으로 36억원매출성과, 2022년까지 966억원매출달성을전망 비용대비편익의비율도약 2.14로추정 302 302

재활훈련용근력보조웨어러블로봇 나. 주요기업동향 (1) 해외업체동향 이스라엘의리워크로보틱스 (Rewalk Robotics) 는하지재활용로봇 리워크 (ReWalk) 를개발 상용화된하지재활로봇의대표격인제품으로, 2012년런던마라톤에서하반신마비환자가리워크를착용하고 16일만에완주에성공함 끊임없는제품개선으로기능을업그레이드하고있으며현재 ' 리워크 (Rewalk Rehabilitation 2.0)' 와 ' 리워크퍼스널 6.0(ReWalk Personal 6.0)' 두가지모델이출시됨 - 리워크 2.0은기관용 ( 기관과개인모두사용가능 ) 이며리워크퍼스널 6.0은개인용 - 리워크 2.0은배낭처럼등에메는배터리팩이존재하나, 리워크퍼스널 6.0은벨트처럼허리에차는주머니형태로변경됨 일본사이버다인은재활치료용, 산업용등여러분야에서다양한부위에착용할수있는 HAL을개발 몸을움직일때뇌에서근육으로전송되는생체전위신호를읽어착용자의동작을지원하는방식 여성이나고령자도착용할수있도록 3kg의경량모델로제작되었으며, 45분충전으로최대 3시간사용가능 캐나다바이오닉레버러터리 (Bionik Laboratories) 는아마존의인공지능음성인식비서인아마존에코를자사가개발한로봇인아르케 (ARKE) 에탑재시킴 아르케는척수손상환자혹은뇌졸중으로인해움직임이불편한사람들을위해개발됨 슈트로봇은착용뒤상체의미묘한움직임만으로도걷거나서있을수있음 (2) 국내업체동향 엔젤로보틱스 ( 구 SG Robotics) 는 2017 UAE Robotics for Good 에서 1000여대의로봇중 3위에입상한주행보조로봇인엔젤렉스 (Angelegs) 를발표 엔젤렉스는근력이부족하거나보행이불편한분들의보행을도와주며, 무저항구동기, 자동보행인식, 자유로운길이조절이가능해사용성이뛰어남 한국생산기술연구원은하반신마비환자의자력보행이가능한로빈 (ROBIN-P1) 을개발 신체치수에맞출수있는가변프레임으로제작되어다양한체격의사용자가착용가능 로봇스스로사용자의보행의도를감지하여동작하며, 목발에부착된센서를바탕으로높은안전성을보유 헥사시스템즈는노약자등하지허약자의고관절동작을보조해보행을돕는 HEXAR-WA20 을개발 303

전략품목현황분석 보행속도를판단하고고관절을작은힘으로움직이게하는알고리즘으로구성되어노약자가편안하고빠르게걸을수있도록지원 착용자의보행의도를습득하여속도및보폭을자동으로변환할수있으며, 버튼형모드변환기능을갖추고있음 헥사시스템즈는상 하지근력증강로봇등 6개분야에적용가능한다양한웨어러블로봇을개발 한국과학기술연구원은작은힘으로무거운물건을사용할수있도록도와주는큘렉스 (KULEX) 를개발 큘렉스는 10-자유도상지근력보조로봇시스템으로스스로팔조차들어올릴수없을정도로근력이부족한노약자나장애인이칫솔질, 빗질, 식사등의일상생활을할수있도록어깨, 팔꿈치, 손목, 손가락의근력을보조함 1-자유도파지모듈, 3-자유도손목모듈, 6-자유도어깨-팔꿈치모듈, 사용자의의도및작업상태를분석하는의도인식기술을통해근력을보조하는알고리즘구성 감독자가존재하고재활치료환경이잘갖추어진병원등의시설에서사용하는것뿐만이아니라, 일상생활에서도손쉽게사용할수있도록개발됨 현대자동차는고령자나장애인들의보행을지원하는 H-LEX를개발 다리에보다큰힘을제공하는증폭모드, 넘어지는것을예방하는부상방지모드, 스스로걷기힘든사람을걸을수있게보조해주는보행모드등의기능제공 스마트폰과태블릿 PC 등모바일기기와연동해착용자가모드를변경하거나속도등을조절할수있으며걷는자세나부담이가해지는부위등에관한개인정보를확인가능 현대는 H-LEX를단순한노령자나장애인용제품으로제한하지않고, 다양한형태의이동성을보장하는장비로정의 SG로보틱스는완전마비장애인용일상생활보조로봇 (WalkON, 국제사이보그올림픽세계 3위 ), 근력이부족하거나보행이불편한사람들이사용하는근력 / 보행보조로봇 (Angelegs, UAE Robotics for Good 대회 3위 ) 제조판매 엑소아틀레트아시아는하지마비환자들을대상으로한외골격보행보조웨어러블로봇을제조판매하고있으며엑소아틀레트1은어플리케이션과블루투스를이용해환자상태에따라보복, 보행속도, 보행높이등을설정할수있음. 러시아스콜코보스타트업빌리지에서대상을수상 (2014년) 하였고러시아에서의료기기 2등급으로인증, 국내에서는 KC인증을획득 엔티로봇은병원용로봇 ( 병원물류운반로봇, 의료의약용클린멸균로봇, 항암조제로봇시스템 ), 헬스케어로봇 ( 척수손상장애인용웨어러블보행로봇, 웨어러블근력증강로봇, 헬스케어용로봇팔, 식사보조로봇 ), 고속병렬링크로봇, 비정렬피킹로봇등을제조판매 피앤에스미캐닉스는세계최초로발목관절구동기능및관절간길이자동조절기능을갖고있는보행재활로봇인워크봇-G를개발하여상품화. 근전도센서가장착돼환자의의지에맞게장시간재활훈련가능 304 304

재활훈련용근력보조웨어러블로봇 헥사시스템즈는착용형로봇에관한기본플랫폼을갖추고있는기업으로국내착용형외골격로봇의선두기업임. 근력증강용외골격로봇및재활훈련용로봇등을개발하여병원기관 IRB 승인 (2012년), KR-40P 특허기술상인홍태용상을수상 (2014년). 착용형로봇기술의간소화 실용화를통해국내의료로봇시장창출 305

전략품목현황분석 다. 특허동향 재활훈련용근력보조웨어러블로봇분야특허상주요기술 주요기술 노인들과 장애인들을 위한 근력보조 서비스를 제공하기 위해 신체 외부에 장착하는 로봇으로, 인체에부착된기구부를구동하여착용자의근력을보조하며특히사용하지않는근육의퇴화를 방지하고, 정상기능을할수있도록하는재활분야의료용로봇으로주로사용되며, 로봇의구동기 기술, 동작의도파악기술, 착용자의데이터를관리하는기술이이에해당함 요소기술 코드 설명 사용자의도파악을위한다중센서융합기술상체기울어짐을통한보행의도추정기술재활보조를위한정밀토크보조제어기술재활훈련용경량구동모듈을위한구동기기술 A B C D 관절위치센서, 토크센서, 근전도센서, 비전센서등다중센서를이용한사용자의도파악기술압력센서융합기술기반의사용자의도파악정밀한토크제어를위한보조제어기술경량 / 소형화된일체형고정밀구동모듈제공 재활훈련용웨어러블로봇플랫폼기 술 E 재활보조, 근력보조를위한웨어러블로봇플랫폼설 계, 제작기술 세부분야별특허동향 주요기술별출원인국적별특허동향 재활훈련용근력보조웨어러블로봇기술의요소기술별주요출원인국적별특허정보데이터 입수하였으며, 최근 10 년간의특허데이터를비교분석함 요소기술 한국 미국 일본 유럽 계 사용자의도파악을위한다중센서융합기술 188 171 42 14 415 상체기울어짐을통한보행의도추정기술 109 103 22 7 241 재활보조를위한정밀토크보조제어기술 90 52 15 2 159 재활훈련용경량구동모듈을위한구동기기술 71 107 23 6 207 재활훈련용웨어러블로봇플랫폼기술 136 217 56 14 423 합계 594 650 158 43 1,445 요소기술별출원인특허동향에서미국국적의출원인이가장활발한연구개발을하고있으며, 그 다음으로는한국, 일본, 유럽국적의출원인순으로나타남 306 306

재활훈련용근력보조웨어러블로봇 사용자의도파악을위한다중센서융합기술은한국국적의출원인이가장많은비중을차지하고있고, 그다음으로는미국, 일본유럽국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 상체기울어짐을통한보행의도추정기술은한국국적의출원인이가장많은비중을차지하고있으며, 그다음으로는미국, 일본, 유럽국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 재활보조를위한정밀토크보조제어기술은한국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 미국, 일본, 유럽국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 재활훈련용경량구동모듈을위한구동기기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 한국, 일본, 유럽국적의출원인순으로특허를많이출원하고있음 재활훈련용웨어러블로봇플랫폼기술은미국국적의출원인이가장많은출원을실시하고있으며, 그다음으로는한국, 일본, 유럽국적의출원인의순으로특허를많이출원하고있음 관점을국내 외출원인으로바꾸어보면한국국적의출원인은외국국적의출원인에비해재활보조를위한정밀토크보조제어기술 (C) 분야의출원비중이상대적으로높게나타나고있음. 반면, 한국국적의출원인은외국국적의출원인에비해재활훈련용웨어러블로봇플랫폼기술 (E) 분야에특허출원비중이상대적으로낮은것으로나타남. 307

전략품목현황분석 한국국적출원인의특허출원량은 2009 년이후꾸준히상승되는경향을나타냄 해외국가의특허출원량도상승되는경향을나타냄 * 2017~2018 년은미공개출원이존재하여출원수가적게보이는구간으로, 시계열동향을파악할때이점을유의해야함. 주요기술별출원인동향 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 사용자의도파악을위한다중센서융합기술 ROCKWELL 삼성전자 대기업중심 삼성전자, 라쉬반코리아 상체기울어짐을통한보행의도추정기술 재활보조를위한정밀토크보조제어기술 L&P PROPERTY NOODOE DEERE JC BAMFORD KOHLER 개인출원인중심 외국기업중심 아이워크등 재활훈련용경량구동모듈을위한구동기기술 TECHNO ONE AKIRA KOICHI 중소기업중심 한국광학기계, 디메디 재활훈련용웨어러블로봇플랫폼기술 CARNEGIE UNIV 외국기업중심 엠티에스시스템즈, 아이워크 : 350 건이상, : 250-350 건, : 150-250 건, : 50-150 건, : 50 건미만 308 308

재활훈련용근력보조웨어러블로봇 사용자의도파악을위한다중센서융합기술분야주요출원인동향 사용자의도파악을위한다중센서융합기술는 ROCKWELL 이가장많은출원량을보이고있고, 국내의경우, 삼성전자, 라쉬반코리아등의대기업중심으로출원활동을보이고있음 상체기울어짐을통한보행의도추정기술분야주요출원인동향 상체기울어짐을통한보행의도추정기술분야는 L&P PROPERTY 가가장많은출원량을보이고 있고, 국내의경우, 개인출원인중심의출원활동을보이고있음 재활보조를위한정밀토크보조제어기술분야주요출원인동향 재활보조를위한정밀토크보조제어기술분야는 JC BAMFORD 가전체적으로가장많은 출원량을보이고있고, 국내의경우, 아이워크등의외국기업중심의출원활동을보이고있음 재활훈련용경량구동모듈을위한구동기기술 재활훈련용경량구동모듈을위한구동기기술분야는 TECHNO ONE이전체적으로가장많은출원량을보이고있고, 국내의경우, 한국광학기계, 디메디둥의중소기업중심의출원활동을보이고있음 재활훈련용웨어러블로봇플랫폼기술분야주요출원인동향 재활훈련용웨어러블로봇플랫폼기술분야는 CARNEGIE UNIV 가가장많은출원량을보이고 있고, 국내의경우, 엠티에스시스템즈, 아이워크등의외국기업중심의출원활동을보이고있음 국가별특허활동지수 (AI) 비교 특허활동지수 (Activity Index) 는상대적집중도를살펴보기위한지표로서, 그값이 1 보다큰 경우에는상대적특허활동이활발함을나타냄 미국은재활보조를위한정밀토크보조제어기술분야에서는특허활동이부진하나, 재활훈련용웨어러블로봇플랫폼기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 일본은상체기울어짐을통한보행의도추정기술분야에서는특허활동이부진하나, 재활훈련용경량구동모듈을위한구동기기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 유럽은상체기울어짐을통한보행의도추정기술분야에서는특허활동이부진하나, 재활 보조를위한정밀토크보조제어기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 309

전략품목현황분석 한국은재활훈련용웨어러블로봇플랫폼기술분야에서는특허활동이부진하나, 재활보조를 위한정밀토크보조제어기술분야의특허출원은활발한것으로나타남 질적수준을고려한각국의시장력분석 시장력이전체평균 2.16을상회하는국가는러시아, 영국등이있으나대상건수가적음에따라상대적으로상향평가된면이있으며, 질적인수준이높은특허보유국은미국으로분석됨 한국은시장력및질적인수준에서평균이상의수준을보여주고있음 일본역시시장력및질적인수준에서평균이상의수준을보여주고있음 미국은매우높은질적인수준을보여주고있으나, 시장력에서평균을하회하는수준을보여주고있음 국가 특허수 PFS (Σ 패밀리수 /Σ 특허수 ) CPP (Σ 피인용수 /Σ 특허수 ) KR 595 1.226891 0.521739 US 493 1.718053 3.08377 JP 136 1.441176 0.210526 GB 33 3.848485 0 TW 31 1.645161 0.384615 DE 26 1.923077 0.5 전체평균 62 2.16 1.65 310 310