제조업용 로봇 시장의 성장 둔화에 대한 타개책으로 1990년대에 들어 다양한 형태와 기능을 갖춘 지능형 서비스 로봇의 시제품이 등장했으나 상용화된 로봇은 1999년 이후 소니의 애완견 로봇 아이보, 아이로봇의 룸바로 대표되는 소형 청소로봇, 와우이의 완구형 휴머노이드 로보사피엔, 정서위안용 물개로봇 파로 정도이다.
룸바의 소형 청소로봇 시장의 성공적 진입과 더불어 2005년부터 한국에서는 유진로봇의 저가형 아이클레보, 삼성전자와 LG전자의 중가형 하우젠과 로보킹을 비롯한 몇 개의 청소로봇이 연간 수만대의 초기시장을 형성하고 있다. 이들 로봇의 기술 수준은 매우 기초적인 것으로, 주변 장애물을 감지하는 적외선 센서나 접촉 센서를 활용하고, 임의의 주행패턴에 따라 작은 바퀴를 굴려가며 장애물이 있을 때 방향을 바꾸는 정도에 그치고 있다.
미쓰비시의 와카마루, 도시바의 애프리알파 등 일본 가전회사들이 시제품으로 만든 로봇은 사람의 지시나 의도를 어느 정도 알아듣고 반응하기 때문에 비교적 신기술이 탑재됐다고 할 수 있으나 제공되는 서비스에 비해 가격이 비싸 상용화를 위해서는 획기적인 기술 및 상업적 돌파구가 요구된다.
그 한 가지 대안으로 떠오르는 것이 정보통신기술을 로봇에 융합하는 네트워크 로봇이다. 지난 2004년부터 정보통신부가 신성장동력으로서 로봇산업 육성책으로 내놓은 URC(Ubiquitous Robotic Companion) 즉 ‘어디서나의 로봇친구’의 개념이 바로 그것인데, 로봇의 복잡하고 비용이 많은 지능부분과 일부 감지기능을 떼어서 네트워크를 통해 중앙서버로 이전시켜 가격 인하를 유도하고, 로봇뿐만 아니라 각종 휴대 단말기를 통해 서버에 구축된 지능형 서비스를 증대시키는 혁신적인 아이디어를 채용하고 있다.
세계 최초로 시도된 URC는 기존의 로봇에 IT를 접목함으로써 보다 자유로운 형태와 광범위한 이동성을 갖추고 인간 친화적인 인터페이스를 확보할 수 있어, 향후 서비스 로봇의 표준모델로 발전할 가능성을 제시하고 있다.
◇시장진입 기반 구축을 위한 URC 핵심기술=URC 인프라시스템은 산업체 주도로 개발돼 온 다양한 네트워크 로봇 하드웨어 플랫폼에 고성능 연산능력을 부여하고 다양한 서비스와 콘텐츠를 지원해주기 위한 개념상 중요한 기술이다. 초기 2년간 이 기술은 △URC 실시간 서비스 및 연결성 보장을 위한 유무선 네트워크 시스템 통합 설계 및 구현 △로봇과 서버간의 제어 및 보안체계 구축을 위한 URC 프로토콜 △동시 100명 이상의 사용자에 대한 URC 서비스의 QoS 보장을 위한 고가용성 클러스터링 서버 △언제나 어디서나 사용자와 상호작용하며 로봇과 다양한 단말기로 전이돼 서비스를 제공하는 새로운 개념의 소프트웨어 로봇 등 크게 4가지 분야로 기술 개발이 진행돼 왔다.
2005년 정보통신부의 u-드림관용 안내로봇과 1차 URC 시범사업용 3종류 64개의 가정용 정보콘텐츠 로봇을 지원하는 인프라시스템을 통해 URC의 사업화 가능성을 확인시켜준 바 있다.
능동형 서비스를 위한 URC 서버 프레임워크 기술 부문에서는 더욱 고도화된 URC 인프라시스템과 고신뢰성의 URC 하드웨어 플랫폼을 병행, 개발하고 2006년 10월부터 2007년 3월까지 확대 시범사업을 실시했다. 이 결과 4종 850대의 가정용 로봇과 2종 30대의 공공용 로봇을 실제 가정과 유치원 및 공항, 역사 등 공공장소에서 실제 서비스를 제공하고 있다. 가정용의 경우 사용자 만족도가 떨어져 상황인지를 위한 지식 추론엔진, 감성형 서비스를 위한 감성엔진, 능동형 서버 미들웨어 등 URC서버 프레임워크 핵심기술을 개발하여 적용 중에 있다.
USN 기반의 지능형 로봇공간 기술 부문에서는 가용성·신뢰성 확보와 능동형 서비스의 지원뿐만 아니라, 로봇 활동 공간에서 USN(유비쿼터스 센서 네트워크)에 의해 획득된 환경정보를 서비스에 적극적으로 활용하는 방법으로 추진되고 있다. 또한 전체 공간을 USN과 로봇이 어우러진 물리공간, 서버 상에 물리공간을 모사한 가상공간, 공간의 센서정보를 온톨로지 기반 지식베이스로 변환해 로봇의 의사결정을 지원해 주는 시맨틱 공간으로 나누어 지능화하는 연구가 진행되어 왔다.
현재까지 사무실의 경비와 심부름 및 정보전달 기능을 담당하는 오피스 도우미 로봇을 대상으로 각 공간을 구축하고, 이를 통괄 관리하는 시스템을 구축, ‘로미(ROMI)’라는 로봇을 통해 그 성능을 검증한 바 있다. 이외에 URC 내장형 컴포넌트 부문에서 지능형 작업제어, 인간로봇, 로봇SW 아키텍처, 로봇 하드웨어 컴포넌트 등 4개 분야에서 기술 개발이 추진돼 왔다.
◇시장 선점·확대를 위한 기술 및 사업 고도화=URC사업 1단계는 시스템을 구성하는 핵심 요소기술을 개발하고 몇 차례 시범사업을 통해 사업화 타당성을 확인한 것에 큰 의의가 있었다면, 올해부터 추진될 2단계에서는 치열한 기술경쟁에 있는 지능형 서비스 로봇 분야의 시장 선점 및 확대를 위하여 세계적인 표준 기술을 개발하고 이를 바탕으로 다양한 서비스 분야로의 응용기술을 고도화하는데 목표를 두고 있다.
우선, 지금까지 URC 서버 프레임워크 개발 과제와 내장형 컴포넌트 기술개발 과제에서 정립된 통합 프레임워크 루피(RUPI) 버전2.0과 그 구성 컴포넌트를 표준기술로서 고도화시키는 연구가 진행될 예정이다.그림1 참조
URC 시범사업에서 이미 루피 버전1을 적용해 온 바, 리치 클라이언트(Rich-Clients 운용체계의 지원을 받는 일정수준 이상의 연산능력을 보유한 로봇)와 신 클라이언트(Thin-Clients 네트워크 프로토콜에 의해 직접 구동되는 낮은 연산능력의 로봇) 등 보다 다양한 로봇 플랫폼을 지원하도록 구성 컴포넌트를 고도화해 활용하는 연구가 진행될 것이다.
현재 규격화되어 공표된 루피1 버전 2.0이 개발 보급되면, 업체들이 서비스를 구성할 때 개발부담 없이 이미 갖추어진 컴포넌트들을 조합만하면 되므로 다양하고 유용한 로봇서비스가 여러 형태의 로봇을 통해 출현될 전망이다.그림1. 루피 버전2.0 구조
이와 함께 인간과 공존하는 로봇에서 서비스의 내실화를 위해 가장 중요한 원천기술은 시각과 청각 등 다양한 감각을 융합하여 활용하는 인간로봇 상호작용이 될 것이며, 해당 알고리듬을 로봇이 서버와 적당히 역할 분담하여 연동시키되 로봇 쪽에서는 SoC로 구현하는 것이 기술 실용화를 위해 꼭 필요하다. 2단계에서는 지금까지의 한 종류 감각만을 활용한 상호작용 알고리듬을 다중화하고 융합할 뿐아니라 로봇이 인간과 자연스럽게 대화할 수 있는 기능을 보강하는 SoC 연구가 진행될 예정이다. 또 u시티 및 u교육 등 URC 응용기술 분야에서는 지능형 서비스 로봇의 인지와 지능 관련 원천기술이 고도화되기 이전에는 로봇의 실질적 수요가 개인용 로봇보다는 다수의 사용자를 대상으로 하는 쪽에서 1차적으로 일어날 것이라는 것이 1단계의 응용연구를 진행하며 얻은 교훈이었다. 따라서, 2단계의 응용연구는 실질적으로 로봇운용 환경이 잘 갖추어지도록 계획된 인천의 투모로우시티 내의 광장, u쇼핑몰, 지하주차장 등에 활용되는 로봇들이 대상이 될 전망이다. 아울러, 1단계의 시범사업에서 각광을 받았던 교육용 로봇을 유치원 및 초등학교 학급에 적용하는 u클래스 로봇도 중요한 URC 응용기술 활용영역이 될 것이다.
◇로봇은 고부가 창출 미래 유망산업=로봇은 첨단 기술의 집약체로서 다양한 응용 산업과 융합되어 고부가가치를 창출하는 미래 유망산업이다. 미국 마이크로소프트는 현재 로봇산업이 1970년대 PC산업과 비슷하다고 판단해, 윈도로 PC산업을 석권했듯 향후 로보틱스 스튜디오라는 로봇소프트웨어로 로봇산업을 석권하려는 야심찬 계획을 진행 중이다. 일본과 유럽에서도 로봇산업의 중요성을 인지하고 기술 선점을 위한 연구개발에 매진하고 있다.
우리나라도 IT 선진국과 산업용 로봇에서의 성공적인 입지(로봇 밀도 세계 2위, 산업용 로봇 시장 규모 세계 4위)를 토대로 세계 최초로 IT융합 서비스 로봇의 개념을 제창하고 이를 시장과 연결시킬 계획이다.
로봇이 반도체와 휴대폰의 전설을 이어가는 효자 종목이 될 것으로 기대한다.
◆프로필 :조영조(youngjo@etri.re.kr)
△75∼78년 서울대 제어계측공학과 학사
△79∼89년 KAIST 로봇제어공학 석사, 제어공학 박사
△89∼98년 KIST 선임연구원 (분산제어시스템설계)
△93∼94년 일본통산성 기계기술연구소 로봇공학부 초빙연구원(가상현실 기반 텔레로봇 제어)
△97∼2001년 미국 매사추세츠 주립대 초빙연구원 및 KIST 책임연구원(로봇지능제어)
△2001∼2004년 아이콘트롤스 기술연구소장/상무 (홈게이트웨이 및 빌딩용 DDC 개발)
△2004∼현재 ETRI 지능형로봇연구단장
조영조-ETRI 지능형로봇연구단장 / youngjo@etri.re.kr
