Embed Size (px)
Citation preview
포커스
1
지능형 로봇 기술 동향
배현* 김영진**
로봇기술은 컴퓨팅 및 하드웨어 기술의 발전과 함께 구현 가능한 기능이 다양해지고 정밀도도 높아지고
있다. 특히 산업용 로봇의 경우 미국 유니메이션(Unimation)사가 1962 년 제너럴모터스(GM)의 자동차 부
품 공정에 최초로 도입한 후 지속적인 발전을 통해 현재는 산업화의 중요한 인프라로 자리 잡았다. 산업용
로봇의 경우 인명의 안전에 직접적인 영향을 주지 않는 생산공정의 자동화를 위해 개발됨으로써 쉽게 상업
화로 이어졌다. 반면 시장 잠재력이 가장 크게 평가되는 지능형 로봇의 경우 기술의 발전 속도에 비해 시장
의 생성이 늦어지고 있다. 이는 사람의 생활에 직접적으로 적용되는 분야로 안정성의 확보와 친 생활적인
제품의 개발이 쉽지 않은 이유와 함께 사람이 기대하는 로봇의 형태나 기능이 다소 과장된 것에 기인한다고
할 수 있다. 이에 본 고에서는 지능형 로봇의 개발을 위한 핵심 요소기술과 지능형 로봇의 국내외 시장 동
향에 대한 내용을 소개하고자 한다. ▨
I. 서 론
로봇이라는 용어는 많이 알려진 바와 같이 1920
년 카렐 차펙(Karel Capek)의 희곡 ‘로섬의 만능 로
봇 R.U.R’에서 처음 등장한 후 인간의 미래 지향적
인 꿈과 함께 성장하였다. 체코어로 ‘강제노동’을 의
미하는 ‘robota’에서 ‘a’를 빼고 ‘robot’이란 신조어
로 사용되었다. 즉, 로봇이라는 용어의 시작은 노동
을 대신하는 기계의 개념에서 시작되었다고 볼 수
있다.
로봇기술은 산업용 로봇을 시작으로 현재는 군사,
오락, 의료 등 첨단분야로 확대 적용되고 있다. 특히
산업용 로봇의 경우 미국 유니메이션(Unimation)사
가 1962 년 제너럴모터스(GM) 공정에 도입한 후, 스
웨덴의 아베베(ABB, Asea Brown Boveri)의 전신인
ASEA, 독일 벤츠 계열의 쿠카(KUKA)사 등이 시장
목 차
* (재)부산 TP 전략산업기획단/선임연구원
** 부경대학교 시스템경영공학과/교수
(재)부산 TP 전략산업기획단/단장
I. 서 론
II. 지능형 로봇 기술 동향
III. 국내외 시장 현황 및 전망
IV. 제 언
포커스
주간기술동향 통권 1433호 2010. 2. 17.
2
을 선점하다 1980년대부터 일본의 독주가 시작되어 현재까지 가장 큰 시장을 확보하고 있다.
산업용 로봇의 경우 불과 50년 동안 시장이 포화될 정도로 발전한 반면 사람의 생활과 밀접
한 지능형 로봇의 시장의 생성이 늦어지고 있다. 이는 국가별 로봇관에 기인한다고 볼 수도 있
다. 중부 유럽 일대에서 ‘robot’은 노동자(worker)를 연상시키는 단어로 편리한 첨단 자동기계
가 아니라 ‘노동자’란 정치적, 사회적 이미지로 통용된다. 유럽의 로봇산업을 주도하는 독일에서
연구, 제작되는 로봇 제품이 대부분 노동력을 대체하는 산업용 기계의 틀에서 벗어나지 못하는
원인도 이러한 어학적 기원 때문이라고 볼 수 있다. 북미대륙(미국 등)에서는 기계 로봇을 망치
나 드릴처럼 실용적인 도구로 바라보는 미국식 로봇관이 정립되어 있고, 아시아권(일본, 중국,
한국 등)의 경우 일본에서는 로봇이란 외래어를 대체할 수 있는 새로운 한자어, 인조인간(人造人
間)이란 이름을 사용할 정도로 단순한 기계노동자가 아니라 언젠가 자신들과 비슷한 단계로 진
화할 유사인격체로 간주하고 있으며, 중국에서는 기축인간(機軸人間)이라 명명하는데 이는 로봇
을 단순히 사람을 닮은 기계 꼭두각시로 간주하는 로봇관을 보이고 있다 [1].
한국의 경우 로봇을 지칭하는 고유의 용어 개념을 스스로 만들어낸 전통이 부재하나 창의적
인 사고로 정립해 갈 수 있는 기회가 있다고 할 수 있다. 다시 말해 지능형 로봇은 창의적인 생
각으로 학습된 인적자원에 의해 주도적으로 발전되는 분야이므로, 로봇관에 대한 고정된 사고가
없는 우리나라의 현재 시점은 자유로운 실용화 기술을 도출할 수 있다고 말할 수 있다. 특히 지
금은 로봇분야의 후발주자이나 국내의 발전된 IT 기술의 접목을 통해 독자적인 분야의 개척이
가능한 기회의 시기라고 할 수 있다. 반면 현재 시장 생성 시기에 진입에 실패할 경우 잠재적 시
장의 선점 기회를 잃게 되므로 표준기술의 개발에 적극 참여해야 할 시점에 있다. 이에 본고에
서는 지능형 로봇 시장 현황과 함께 요소 기술의 동향과 국내외 시장 동향에 대하여 집중 논의
하고자 한다.
II. 지능형 로봇 기술 동향
1. 지능형 로봇 요소 기술
지능형 로봇에 있어서 중요한 점은 인간과 같은 공간에서 움직여야 하며, 인간이나 다른 로
봇과 상호작용을 해야 하는데, 이를 위해서는 기존의 산업용 로봇에 적용되었던 패러다임에서
벗어난 새로운 패러다임이 필요하다. 그 중 행동 기반 로봇 패러다임이 설득력을 얻고 있으며, 행
동 기반로봇 패러다임에서는 로봇의 기술을 크게 지각(sensing)ㆍ처리(processing)ㆍ행동(acting)
포커스
3
세 가지로 나눈다. 지각은 주위의 환경을 감지하여 처리부에 알려주는 기술이며, 처리는 이러한
지각을 이용하여 행동을 결정하는 것이고, 행동은 결정된 행동을 이용하여 일련의 정해진 행동
을 하는 기술이다. 이러한 세 가지 기술을 위해서는 센서, 프로세서(데이터 처리 기술) 그리고
구동기(actuator) 기술을 필요로 하는데, 이러한 요소 기술의 구현이 지능형 로봇의 핵심이다
(그림 1) 로봇관련 요소기술 및 시스템화 기술
<자료>: ‘제1 차 지능형로봇 기본계획’ 활용, 지식경제부, 2009. 4.
(그림 2) 세계 제조용 로봇 선진국 현황
매니퓰레이터, 핸드, 제어기술에강점
제조로봇시장규모3위
청소로봇, 잔디깍기로봇, 공공청소로봇, 모바일로봇
기술
산업
제품
세계최고원천기술보유이동, 지능, 센서기술에강점
제조로봇시장규모2위
청소로봇, 감시정찰로봇, 원격수술로봇, 로봇개발환경
기술
산업
제품
휴머노이드기술세계적선도부품및요소기술강점
제조로봇시장규모1위
심리치료감성로봇, 안내홍보로봇, 차일드케어로봇, 악기연주로봇
기술
산업
제품
유럽미국
일본
주간기술동향 통권 1433호 2010. 2. 17.
4
[2],[3]. 처리는 어떤 면에서는 인간을 능가할 정도로 발달한 기술로 최근 각광을 받고 있는 컴
퓨팅과 IT 기술인 반면, 센서와 구동기는 아직 많은 약점을 지니고 있으므로 로봇의 성능 향상
을 위해 센서와 구동기 기술의 개발이 필요하다.
로봇의 요소 기술 중 핵심인 구동기 분야의 경우 일본이 최고 기술을 선도하고 있으며, 유럽
의 경우 자동화 기기에 대한 국지 제어 기술을 확보하고 있어 구동 제어기에 대한 선진 기술을
보유하고 있다. 미국의 경우 국방에 대한 적용을 목적으로 개발 중이므로 센서 및 인공지능에
대한 기술개발 수준이 높다. 특히 MIT의 미디어랩의 경우 로봇 학습 알고리즘을 선도하고 있으
며 청소로봇이나 레고 마인드스톰과 같은 로봇의 다양한 사업화 모델도 선보이고 있다.
가. 지각기술
로봇은 주위 환경을 감지하는 기술이 매우 중요하며 이러한 감지기술은 크게 이동기능, 상황
판단, 인간과의 상호작용을 위한 기술로 나뉜다. 이동기능을 위해 관성측정, 적외선, 레이저, 초
음파 센서, 상황판단을 위해서 비컨, 촉각 센서, 인간과의 상호작용을 위해서 시각 및 청각 센서
등을 사용한다.
초기의 상황 정보 시스템들은 파악된 사용자의 현재 위치를 기반으로 적절한 정보를 사용자
에게 제공함으로써 상황 인식 컴퓨팅 환경을 구현하고자 하는 것으로, 이후 상황 정보를 이용한
가전 제어 및 온도, 습도 조절의 스마트홈 기술을 비롯하여 복잡한 상황 정보를 이용하여 지능
적인 서비스를 제공하고자 하는 노력은 다양한 스마트 공간 연구로 이어지고 있다.
지능형 로봇 측위의 목적은 네트워크 로봇이 사용자의 개입 없이 스스로 사물이나 사람의 위
치를 계산할 수 있게 하는 것으로, 지능형 로봇의 실내 측위기술은 무선 센서 네트워크 기술을
이용하여 센서들로부터 측정된 신호를 중앙 서버에서 해석하여 네트워크 로봇에게 사물이나 사
람의 위치를 계산한다. 실내 측위기술에는 다양한 센서들과의 상호작용을 통한 실내 네비게이션
기술이 적용되며, 최근 추세는 Wi-Fi 기반, UWB, ZigBee 등 세 가지 통신 방식을 이용하는 방
법들이 빠르게 발전하였다.
(그림 3) 초음파, 레이저, 비전 센서
포커스
5
나. 처리기술
HRI(Human-Robot Interface) 기술은 다양한 의사소통 채널을 통해 인간과 로봇이 자연스
럽게 상호작용할 수 있는 지능형 서비스로봇의 핵심 기술로 크게 비디오/오디오 기반 상호작용
기술, 기타 상호작용 통합 및 응용 기술로 분류된다. 비디오 기반 상호작용 기술은 로봇카메라로
부터 얻어진 영상정보를 근거하여 얼굴검출, 얼굴인식, 얼굴검증, 얼굴 표정인식, 인간 추출, 사
용자 인식, 특정인 추적, 호출자 식별, 제스처 인식, 포스처 인식, 행동 인식 등을 수행한다. 오디
<표 1> 센서기반 기술
기능 종류 특성
관성
- 로봇이 움직일 때 발생하는 가속도 및 각속도를 측정, MEMS 기술이 발전하면서 초소형화와 대량생산 가능
- 마이크로소프트, IBM, 인텔 등에서 3차원 인터페이스 장치 개발 - 소니는 3차원 자세 측정장치를 개발하여 AIBO에 적용 - 혼다 ASIMO 에 센서를 적용하여 로봇의 자세, 관절제어에 사용
적외선
- 실내 인테리어를 바꿀 필요 없이 설치 간단, 반면 도달거리가 짧아 공항 등 큰 실내공간에서는 사용하기 어려움
- 미국 에볼루션 로보틱스의 노스스타(NorthStar)가 대표적 제품 - 국내는 하기소닉이 개발한 스타게이저(StarGazer)도 널리 사용됨
레이저
- 로봇항법용 장치로 기준신호와 물체에 반사되어 되돌아오는 레이저 광신호 간의 비행
시간(TOF)에 따라 변하는 원리 이용 - 독일 시크(SICK), 일본 호쿠요(Hokuyo)가 대표적인 제품
이동 기능
초음파
- 전원선과 연결된 초음파 비컨을 천정 곳곳에 설치, 미관상 좋지 않으나 큰 빌딩 내부에서도 안정된 수신율 보장
- 2004년 한국LPS의 초음파 위성(U-SAT)이 국내 최초 상용제품
- 나인티시스템이 저렴하고 대중성을 지닌 인도어GPS(iGS) 개발
상황 판단 촉각 (압력)
- MEMS 기술로 제작된 소자 중 산업적 응용 가장 활발 - 홍콩의 Chinese 대학에서 MEMS를 이용한 촉각 센서 개발
- 미국 일리노이 대학에서 폴리아미드 필름을 이용 촉각 센서 개발
시각 (비전)
- 환경인식과 상호작용을 위해 중추적인 역할을 담당, 주변 물체 존재 유무, 크기, 위치,
색깔 정보 등을 측정 - 조명에 강인한 인식 SW개발이 어렵고 요구되는 HW사양도 높아 상용화 어려움 상호 작용
청각
(음성) - 마이크로폰과 마이크로프로세서로 구성되며 실리콘 MEMS 기술을 이용하여 생산
<표 2> 무선 전송기술
분류 단점 장점
Wi-Fi - 정밀도가 떨어지고 반응성이 느림 - 전파 간섭이 심함
- 추가적인 하드웨어 설치가 필요 없음 - 안정적인 위치 정보 제공
ZigBee - 시간에 따라 변하는 전파 모델 필요
- 전파지도의 작성이 필요
- 설치 장비가 간소함
- 태그의 사이즈가 작음
UWB - 케이블 등 많은 하드웨어 설치가 필요 - 움직이는 사물의 추적이 불가능
- 상대적으로 높은 정밀도 제공
<자료>: 지능형 로봇 공간을 위한 실내 측위기술, ETRI
주간기술동향 통권 1433호 2010. 2. 17.
6
오 기반 상호작용 기술은 로봇에 부착된 마이크로폰으로부터 얻어진 음성 정보에 근거하여 음성
인식, 화자 인식, 음원 추적, 음원 분리 등을 수행한다. 상호작용 통합 및 응용 기술로는 멀티모
달 사용자 인식, 지적 상호작용 통합, 모바일 단말을 통한 HRI 기술 통합 및 응용 등이 있다.
다. 행동기술
로봇 제작원가에서 70% 이상이 구동 메카니즘(모터+감속기+컨트롤러)이 차지할 정도로 로
봇 개발을 위한 핵심분야로 모터와 인공근육이 대표적인 구동기 부품으로 사용된다. 구동기에
있어 가장 중요한 성질은 힘과 유연성이며, 로봇산업에 적합한 구동기는 두 성질을 만족시켜야
한다. 유압과 형상기억합금만이 모터보다 좋은 성질을 가지나, 유압의 경우 전기적으로 제어가
어렵고 형상기억합금은 아직 적용에 한계가 있다. 인간 친화적인 인공 근육형 공압 구동기도 모
터와 비슷한 성질을 가지므로 많이 시도되고 있다. 모터는 가장 보편적으로 사용되는 구동기로,
주로 PMDC 모터, BLDC 모터, 스테핑 모터, 그리고 초음파 모터 등이 사용되고 있다. 현재까지
새로운 소재 개발은 모터에 비해서 효율성이 떨어지며 정확한 제어가 불가능하므로 모터와 결합
하여 상호 보완적인 역할을 수행하는 연구가 진행중이다.
반면 정밀모터와 감속기 등은 한국로봇산업의 최대 아킬레스건으로 로봇 구동에 중요한 부
품인 모터의 해외 의존도가 80% 정도로 취약한 분야이다. 반면 일본은 세계 모터 생산량의
70%를 차지하는 기술력과 규모의 경제를 내세워 국내 로봇용 모터 수요를 석권하고 있으며, 유
럽의 스위스, 독일도 탄탄한 기계 산업을 바탕으로 로봇용 고정밀 모터분야에서 넘보기 힘든 경
쟁력을 보유하고 있다.
<표 3> HRI 기술 구분
기술 구분 주요 내용
비디오 기반 상호작용 기술
- 얼굴검출, 인식, 검증(face detection, recognition, verification)
- 얼굴 표정인식(facial expression recognition)
- 인간 추출, 추적(human extraction, tracking)
- 사용자, 행동인식(user, behavior identification)
- 호출자 식별(caller identification)
- 제스처, 포스처인식(gesture, posture recognition)
오디오 기반 상호작용 기술 - 음성, 화자인식(speech, speaker recognition)
- 음원 추적, 분리(sound localization, separation)
상호작용 통합 및 응용 기술
- 멀티모달 사용자인식(multimodal user identification)
- 인지적 상호작용 통합(cognitive interaction)
- 모바일 단말(PDA, 휴대폰)을 통한 HRI 기술 통합 및 응용
<자료>: 오디오 기반 인간로봇 상호작용 기술, ETRI
포커스
7
2. 분야별 국내 로봇 기술 현황
가. 제조업용 로봇
자동차산업 관련 기업에서는 자동차 조립 및 부품 생산라인의 인력 대체용 로봇 개발을 추진
하고 있으며, 특히 신규 라인 증설 및 교체에 따른 수요 증대에 대비하여 신공정 적용에 따른 다
양한 기능 로봇 개발 사업을 하고 있다. IT산업 관련 기업에서는 FPD 대형화에 따른 대형 물류
로봇 개발 사업을 추진과 동시에 IT 부품 생산을 위한 고속정밀 조립 로봇 개발을 추진하고 있
다. 조선해양산업 관련 기업에서는 고령화에 따른 인력 대체용 특수 작업용 로봇, 선박 청소용
로봇, 수중 작업용 특수 제조업용 로봇 등을 개발하고 있다. 일반 범용 공장을 갖는 기업에서는
3D 작업용 가공조립 및 물류 작업용 로봇, 용접 및 도장 작업에 필요한 산업용 이동 로봇 등을
개발하고 있으며, 특히 실외 작업용 로봇, 바이오 작업용 로봇 등도 개발되고 있다. 대학에서는
산ㆍ학ㆍ연 컨소시엄에 의한 기초핵심기술 개발사업과 산업체 전문인력 양성 사업 등을 추진중
이다. KIMM, KITECH 등의 국책 연구소에서는 산ㆍ학ㆍ연 컨소시엄에 의한 기초핵심기술, 기
반 구축사업 등을 주관하여 다양한 기능을 갖춘 제조업용 로봇을 개발하고 있다. 제조업용 로봇
의 경우 최고 기술 보유국 대비 평균 85% 정도에 육박하고 있으나, 구동부의 부품소재 항목은
70% 정도로 다소 취약하다.
나. 전문 서비스용 로봇
기업에서는 현재 로봇 응용 시스템을 개발하고 있으며, 우리기술, 한울로보틱스, 동일파텍,
로보테크 등의 기업을 중심으로 국방용 로봇, 공공 서비스 로봇 등의 지능로봇을 개발하였다. 대
학에서는 연구개발능력 보유를 위한 기반기술을 개발하고 있으며, KAIST 에서 ERC 사업으로
진행중인 “Welfare Robotics”에 대한 연구를 중심으로 공동연구가 수행되고 있으며, 최근 야지
주행 로봇, 의료지원 로봇, 화재 진압 로봇, 심해 로봇 등과 관련하여 각 대학에서 다양한 핵심
기술 개발을 위한 연구가 진행중에 있다. 원자력연구소를 중심으로 원자력 발전소를 위한 전용
로봇에 대한 연구가 수행되고 있으며, 한국전자통신연구원을 중심으로 지능형 서비스 로봇 인터
페이스 기반기술과 유비쿼터스 네트워크 인프라 기술이 연구되고 있다. 전문 서비스용 로봇의
경우 최고 기술 보유국 대비 평균 80% 정도에 이르고 있으나, 지능형 상호작용, 센서부, 구동부
항목은 70% 정도로 다소 취약하다.
다. 개인 서비스용 로봇
삼성전자(아이꼬마, 아이마로), 유진로봇(청소로봇), 로보티즈(분산형 모듈기반 소형 휴머노이
주간기술동향 통권 1433호 2010. 2. 17.
8
드 로봇), 마이크로 로봇(바코드 기반 청소로봇), 다사테크(강아지 모양의 완구로봇), 로보빌더
(모듈형 교육용 로봇), 기타 이지로보틱스 등 많은 로봇 벤처기업들이 키트 등 교육용 로봇을 개
발하여 상용화 추진중에 있다. 대학의 경우 KAIST는 이족 보행 휴머노이드를 개발하였고 플랫
폼 및 동작 중심의 연구를 진행하고 있으며, 포항공대, KAIST(휴머노이드, Welfare Robotics
등) 등을 중심으로 다양한 핵심 기술 개발이 진행중이다. KIST 는 네트워크와 연동되어 서비스
를 제공할 수 있는 위험작업 로봇을 개발 완료하였으며, 상황을 추론할 수 있는 지능을 통해 사
람과 자연스러운 상호작용이 가능한 네트워크 기반 이족 보행 휴머노이드 로봇을 개발 중이다.
ETRI는 URC와 네트워크 기반 로봇을 위한 네트워크 인프라 기술, 네트워크를 통해 전이가 가
능한 소프트웨어 로봇, 지능형 서비스 로봇을 위한 핵심 컴포넌트 기술을 개발 중이다. 개인 서
비스용 로봇의 경우 최고 기술 보유국 대비 평균 84% 정도에 이르고 있으나, 구동부의 부품소
재의 경우 70% 정도로 다소 취약하다.
<표 4> 제조업용 로봇의 국내 기술수준
기술 항목 최고 기술 보유국 최고 기술대비 국내 수준 국내 기술 취약분야
설계 기술 독일, 일본 80% - 로봇구조 해석ㆍ설계ㆍ소프트웨어 - 구동 메커니즘 설계
제조(생산) 기술 독일, 일본 90% - 부품 설계 - 정밀가공ㆍ조립
- 소음ㆍ진동 문제
구동부 독일, 일본 70% - 서보 모터 - 각종 센서
- 로봇 제어기 소재의 경량화
적용 기술 미국, 일본 90% - 레이저 용접 - 특수도장
- 정밀조립 자동화 SI 기술
지능화 기술 미국, 일본 80% - 작업환경 인식기술
- 고속정밀 제어기술
<표 5> 전문 서비스용 로봇의 국내 기술수준
기술 항목 최고 기술 보유국 최고 기술대비 국내 수준 국내 기술 취약분야
명령입출력 미국, 일본 80% - Haptic 장치, 감성명령, 생체신호처리, 지능형
입력장치, 통신
지능형 상호작용 미국, 일본 70% - 인공지능, 대화, 접촉 및 비접촉
감지 및 인식 미국, 일본 85% - 시각, 청각, 후각, 촉각, 위치인식 등
센서부 미국, 독일, 일본 70% - CCD, CMOS, 자이로, 적외선, 마이크로폰 등
구동부 일본, 스위스 70% - 구동기, 감속기
기구부 미국, 독일, 일본 80% - 이동기구, 팔, 손목, 관절, 눈 등
제어부 미국, 일본 90% - 주행, 보행, 지능, Manipulator 등
포커스
9
III. 국내외 시장 현황 및 전망
1. 해외 시장 현황 및 전망
가. 해외 시장 현황
2008 년 IFR 의 보고서에 따르면, 2007 년 세계 로봇 시장 규모는 전년대비 18.9% 성장한
81.26억 달러로 추산되고 있다. 분야별로는 제조업용 로봇 시장 규모가 58.9억 달러로, 최근 3
년간 점진적 증가세를 유지한 반면 서비스용 로봇은 22.32 억 달러로 추산되어, 가파른 성장세
를 보이고 있다[4]. 특히 전문 서비스용 로봇 시장은 연평균 59.3%의 고 성장세를 보이고 있으
<표 6> 개인 서비스용 로봇의 국내 기술수준
기술 항목 최고 기술 보유국 최고 기술대비 국내 수준 국내 기술 취약분야
명령입출력 미국, 일본 80% - 감성명령, 생체신호처리, 지능형 입력장
치, 통신
지능형 상호작용 미국, 일본 90% - 인공지능, 감성재현, 대화
감지 및 인식 미국, 일본 90% - 시각, 청각, 후각, 촉각, 위치인식 등
센서부 미국, 독일, 일본 80% - CCD, CMOS, 자이로, 적외선, 마이크로
폰 등
구동부 독일, 일본 70% - 서보 모터, 각종 센서, 로봇 제어기 소
재의 경량화
기구부 미국, 독일, 일본 85% - 이동기구, 팔, 손목, 관절, 눈 등
제어부 미국, 일본 90% - 주행, 보행, 지능, Manipulator 등
<자료>: ‘로봇산업의 2020 비전과 전략’, 산업연구원, 2007
<자료>: World Robotics 2008, IFR, 2008. 10.
(그림 4) 세계 로봇 시장 규모
2005 2006 2007 (연도)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
(단위: 억 달러) 제조업용 전문 서비스용 개인 서비스용 합계
주간기술동향 통권 1433호 2010. 2. 17.
10
며, 개인 서비스용 로봇 시장도 2006년 전년대비 15.0%의 하락세를 보였으나, 2007년 전년대
비 81.3%의 높은 성장세를 회복하였다.
해외 시장의 흐름을 보면 제조업용 로봇 시장의 전체 규모는 크나 이미 시장이 포화되고 있
는 반면 서비스용 로봇의 시장이 새로운 시장으로 생성되고 있음을 알 수 있다. 서비스용 로봇
은 지능형 로봇의 주요 적용 분야로 극한 환경에서 사람의 노동을 대체할 수 있는 시장 잠재력
이 높다. 또한 개인용 로봇의 경우 시장규모의 증가 속도가 빠른 분야로 삶의 질과 직접 연관된
핵심 적용 분야이다. 따라서 이러한 해외 시장의 흐름에 따라 집중해서 육성해야 할 분야의 선
정이 필요하다.
나. 해외 시장 전망
세계 로봇 시장은 2013 년 300 억 달러 규모에 이르고, 본격적인 시장 성장단계에 진입한
이후 2018 년에 약 1,000 억 달러 시장을 형성할 것으로 전망된다. 이미 초기 시장 성장단계에
진입한 것으로 평가 받는 제조업용 로봇의 경우 연평균 12% 수준의 꾸준한 성장이 기대되며,
2012년 75.5억 달러[5],[6], 2015년 260억 달러[7] 규모의 시장이 예측되고 있다. 서비스용
로봇의 경우, 초기단계로 미래 전망이 불투명하지만 새로운 제품이 꾸준히 소개되고 있기 때문
에 높은 성장세가 예측된다. 전문 서비스용 로봇은 로봇기술 응용분야의 확산으로 인해 큰 폭의
시장 확대가 예상되고, 개인 서비스용은 기술적 난제 해결에 따른 제품완성도 확보를 계기로
2013~2016 년경부터 높은 성장이 전망된다. 실제 2005 년까지 청소년ㆍ교육ㆍ오락용 로봇 시
<자료>: 지식경제부, 2008. 11.
(그림 5) 10개 로봇전문기관 예측치 종합검토 결과
2,400
2,000
1,600
1,200
800
400
0
2008 2013 2018 (연도)
로봇융합산업 2018년
1,200억 달러
로봇산업
2018년 1,000억 달러
로봇시장(광의)
2018년 2,200억 달러
제조용
전문 서비스용
개인 서비스용
(단위: 억 달러)
포커스
11
장의 경우 5 년 동안 10 배 이상 성장하여 반도체산업 무어의 법칙을 상회하였다. 더구나 로봇
시장 규모에 타 산업의 융합으로 신규 발생하는 로봇융합산업을 추가할 경우, 로봇자체 시장 대
비 2~3배의 시장을 이룰 것으로 기대된다[8]-[13].
2. 국내 시장 현황 및 전망
가. 국내 시장 현황
2008년 로봇산업 실태조사 대상 기업 총 187개사의 사업 유형별 현황은 제조업용 로봇 76
개사(40.6%), 로봇부품 및 부분품 67 개사(35.8%), 개인 서비스용 로봇 32 개사(17.1%), 전문
서비스용 로봇 12개사(6.4%)로 분포되었다[14]. 조사된 로봇기업의 매출액 현황을 살펴보면, 1
억 원 미만(24.1%) 기업과 1 억~10 억 원 미만(31.0%), 10 억~50 억 원 미만(30.5%) 기업의
구성비가 비슷하게 분포되어 있으며, 50 억 원 이상 기업은 전체 14.4%로 조사되었다. 매출액
50억 원 미만의 업체가 전체의 85.6%를 차지하는 중소기업 위주의 산업구조로 대기업은 제조
로봇에서 서비스용 로봇으로 진출을 모색하고, 중소기업은 개인 서비스 로봇에서 전문 서비스
로봇으로 진출을 시도하였다. 따라서 로봇 정책에 있어서 우선적으로 시행되어야 할 부분이 시
장의 제공에 있다.
생산 현황의 경우 2007년 7,541억 7,200만 원에서 2008년 8,957억 2,600만 원으로 전
년대비 18.8% 증가한 것으로 조사되었다. 그 중 로봇부품 및 부분품의 증가율이 28.1%로 가장
<자료>: 2008 로봇산업 실태조사, 한국기계산업진흥회, 2008
(그림 6) 국내 로봇 생산 현황
2007년 2008년
10,000
9,000
8,000
7,000
6,000
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
0
(단위: 억 원)
제조업용 전문 서비스용 개인 서비스용 합계 로봇부품
주간기술동향 통권 1433호 2010. 2. 17.
12
높게 나타났으며, 제조업용 로봇은 18.0%, 개인 및 전문 서비스용 로봇은 각각 16.1%, 10.0%
로 나타났다. 수입 현황을 보면 전반적으로 로봇산업의 경우 생산액이 수입액의 7배 정도 높은
데, 특히 제조업 분야의 경우 생산액이 수입에 비해 월등히 높아 국산화율이 높다. 반면 서비스
분야의 로봇산업은 현재 시장이 성장하고 있는 태동기에 있으므로 국내 로봇산업의 경쟁력 확보
를 위해 집중 육성해야 할 분야로 사료된다. 그리고 로봇부품 및 부분품의 경우 모터 및 드라이
버의 수입 의존도가 높아, 고부가가치의 로봇 생산을 위해서는 부품 및 부분품 분야의 기술 개
발에 의한 국산화가 절실하다.
나. 국내 시장 전망
제조업용 로봇산업의 경우 국내 시장규모는 2005 년 기준 5 억 3,000 만 달러로 추정된다.
2010년에는 8억 5,000만, 2020년경에는 19억 3,000만 달러에 이를 것으로 보이며, 생산 규
모는 22 억 달러를 기록할 것으로 전망되고 있다[3]. 전문 서비스용 로봇산업의 국내 시장규모
는 2005 년 기준 2,000 만 달러로 추정되며, 2010 년에는 8,000 만 달러, 2020 년경에는 6 억
4,000만 달러를 기록할 것으로 전망된다. 제조용 로봇이나 개인 서비스용 로봇에 비해 수요확보
및 시장 형성이 늦어지고 있으나, 각 로봇산업 간의 상호 시너지 효과를 통해 기술력이 향상되고
인프라가 확립됨에 따라 성장률 또한 단계적으로 크게 증가가 예상된다. 개인 서비스용 로봇산업
의 국내 시장규모는 2005년 기준 5,000만 달러로 추정되고, 2010년에는 2억 4,000만, 2020
년경에는 19억 7,000만 달러를 기록할 것으로 전망되며, 생산은 31억 6,000만 달러에 달할 것
으로 전망된다. 개인 서비스용 로봇산업이 이렇듯 급속히 성장할 것으로 예측되는 것은 IT산업이
국내 소비 시장의 큰 부분을 차지하는 것과 유사한 맥락이다. 개개인의 용도를 위한 제품이 수요
유발 측면에서 큰 시장을 생성할 수 있으며, 궁극적으로 로봇이 인간 생활과 친밀해 지는 것을 기
술 개발의 궁극적 목표로 하고 있으므로 미래 잠재력이 큰 시장이라고 볼 수 있다.
<표 9> 제조업용 로봇산업의 국내 시장 전망 (단위: 백만 달러, 천 명, %)
연평균 증가율 항목 2005년 2010년 2015년 2020년
2005~2010 2010~2020
국내시장 530 850 1,370 1,930 9.9 8.5
생산 450 800 1,440 2,200 12.2 10.6
부가가치 157 280 504 770 12.3 10.6
고용(천 명) 2.8 5.0 9.0 13.8 12.3 10.7
수출 110 210 430 700 13.8 12.7
수입 190 260 360 430 6.5 5.2
<자료>: 로봇산업의 2020 비전과 전략, 산업연구원, 2007.
포커스
13
IV. 제 언
로봇은 센서와 구동기 등의 하드웨어와 제어 및 운영시스템과 같은 소프트웨어가 결합된 종
합제품이라고 할 수 있다. 이러한 개념으로 볼 때 완제품은 각 부품을 통합한 형태로 완제품 못
지않게 요소 기술이 중요한 분야이다. 국내 기술 현황은 완제품 시장의 창출과 함께 로봇 부품
소재기업의 새로운 시장 창출이 필요한 것으로 사료된다. 특히 국내 산업이 기계부품소재와 전
자부품소재 산업기반으로 성장해 왔으므로 로봇은 새로운 시장으로 성장 가능성을 제공할 것이
다. 다시 말해 전통적인 산업의 성장 포화에 따른 수요 감소라는 시장 상황에 대하여 유연하게
대처할 수 있는 부품소재 산업의 새로운 수요처로 미래지향적인 로봇산업 발굴이 절실하다. 이
러한 목적을 위해서는 국내 기 육성된 산업간 연계가 필수적이다. 기존의 산ㆍ학ㆍ연 연계를 기
본으로 기업간, 학교간, 연구기관간 협력도 필수적이다. 수준 높은 기술은 다양한 단위기술에서
시작되므로, 로봇뿐 아니라 새롭게 형성되는 산업분야의 선점을 위해서는 탈지역적 협력이 수반
되어야 할 것이다.
<표 10> 전문 서비스용 로봇산업의 국내 시장 전망 (단위: 백만 달러, 천 명, %)
연평균 증가율 항목 2005년 2010년 2015년 2020년
2005~2010 2010~2020
국내시장 20 80 280 640 31.9 23.1
생산 6 30 150 390 38.0 29.2
부가가치 2.4 12 60 156 38.0 29.2
고용(천 명) 0.4 1.9 9.4 24.3 36.6 29.0
수출 0 10 70 220 - 36.2
수입 14 60 200 470 33.8 22.9
<자료>: 로봇산업의 2020 비전과 전략, 산업연구원, 2007
<표 11> 개인 서비스용 로봇산업의 국내 시장 전망 (단위: 백만 달러, 천 명, %)
연평균 증가율 항목 2005년 2010년 2015년 2020년
2005~2010 2010~2020
국내시장 50 240 890 1,970 36.9 23.4
생산 30 300 1,240 3,160 58.5 26.5
부가가치 10.5 105 434 1,106 58.5 26.5
고용(천 명) 0.2 1.9 7.7 19.7 56.9 26.3
수출 18 130 590 1,460 48.5 22.6
수입 38 70 240 270 13.0 11.8
<자료>: 로봇산업의 2020 비전과 전략, 산업연구원, 2007
주간기술동향 통권 1433호 2010. 2. 17.
14
반면 기존의 다양한 정부 지원책에도 불구하고 로봇 시장의 형성이 원활하지 않은 가장 큰
이유는 사용자의 니즈(needs)를 반영한 킬러앱(killer application)의 부재에 있다. 이는 구체적
인 제품의 사용 대상을 정하지 않은 상태에서 최고 기술의 집약만 추구한 결과라 할 수 있다. 즉,
최종 로봇의 형태나 기능을 첨단에만 맞춤으로써 사용자의 확대가 어려운 제품 위주로 개발되어
왔다는 것이다. 따라서 시장의 형성을 위해 양분화된 기술 개발이 요구되는 시점이다. 즉, 고도
(high-tech)의 기술을 이용한 극한환경용 로봇 분야 제품과 중위(middle-tech) 기술을 포함한
일반 사용자용 로봇 분야 제품의 개발이 필요하다. 극한환경용 로봇의 경우 위험한 작업환경이
나 초정밀 작업을 위한 전문로봇으로 활용되고, 일반용 로봇의 경우 하드웨어 기술보다는 소프
트웨어에 중점을 둔 오락ㆍ여가, 생활보조 등의 용도로 사용될 수 있도록 개발해야 한다.
이와 함께 시장 형성 초기에는 정부의 강력한 육성의지가 필요한데, 지역적 특성에 맞는 시
범사업과 함께 학교 교육에 적극 활용될 수 있는 방안 도출이 필요하다. 그리고 공공분야에 시
험ㆍ운용하여 로봇이 인간생활에 안전하게 다가갈 수 있음을 지속적으로 홍보하는 한편 시장의
저변확대 노력이 필요하다. 로봇기업의 지속적인 육성을 위해서는 국제 경쟁력 확보를 통한 수
출의 증진이 요구된다. 로봇제품의 수출을 위해서는 표준화 기술의 발 빠른 도입과 시험인증기
관의 분산 설립이 필수적이다. 국내 기술의 표준화율을 높이기 위해서는 국제 표준선정에 회원
국으로 적극 참여할 수 있도록 국가적 지원이 필요하다.
로봇산업은 전후방 산업에 큰 영향을 미칠 수 있는 분야로 각 지역에 특화된 로봇산업이 육
성될 경우 후방산업인 부품소재 분야와 전방산업인 제조업의 동반성장을 기대할 수 있으며, 인
간 삶의 질이 미래 국가 발전의 지표로 인식되고 있는 현 시점에서 지역민의 삶의 질을 향상시
킬 수 있는 로봇의 확대 사용으로 전국민적 복지증진에 이바지할 수 있을 것이다. 이는 국가 전
체의 선진화에도 큰 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료된다.
<참 고 문 헌>
[1] 배일한, “인터넷 다음은 로봇이다”, 동아시아, 2003.
[2] “차세대로봇 비전간담회 보고서”, 일본 경제산업성, 2004.
[3] “로봇산업 2020 비전과 전략”, KIET, 2007.
[4] “World Robotics 2008”, IFR, 2008, 기준 추산
[5] “World Wide FA․ Robot 관련 시장”, 통계 자료, 후지경제(富士經濟), 2007.
[6] “파트너로봇 시장규모 예측(일본 국내)”, Impress R&D, 2007.
[7] “로봇산업의 육성방안”, 한림공학원, 2004.
포커스
15
[8] “Update on the Partner Robot Market and Analysis of Key Technologies and Parts”, Seed
Planning Inc., 2006.
[9] “Robot Kits for Education and Entertainment Market Forecasts”, WinterGreen Research, 2008.
[10] “Military Ground Robot Market Forecasts”, WinterGreen Research, 2008.
[11] “Surgical Robot Market Shares, Market Strategies, and Market Forecasts, 2008-2014”,
WinterGreen Research, 2008.
[12] “Personal Robots Market Forecasts” ABI Research, 2008.
[13] “Electric Vehicle Forecasts, Players”, Opportunities 2005-2015, IDTechEx, 2005.
[14] 로봇산업 실태조사 -통계청 승인 통계집-, 한국로봇산업협회, 2008.
* 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 NIPA의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.
