SIMTOS존
[SIMTOS 2018] -대한민국 로봇산업 기술로드맵- 제조·부품·안전 등 8대 로봇 핵심기술 중점 개발
작성자 : 관리자
2017-11-30 |
조회 : 991
R&D Trend 자료_ 산업통상자원부, 한국산업기술평가관리원
대한민국 로봇산업 기술로드맵 대한민국의 지능로봇기술의 수준 및 경쟁력에 대한 정직한 평가와 진단을 하고자 노력하였으며 아울러 로봇 기술이 가져올 우리 사회의 변화에 대한 예측, 경쟁국들의 기술개발 현황파악을 통한 새로운 기술 개발방향 설정, 이를 위한 정부 R&D 정책방향 제언을 담았다. 이번 로드맵을 통해 향후 대한민국이 로봇기술 및 산업에서 혁신과 경쟁력을 유지하기 위하여 나아가야 할 방향을 제시해본다.
제조로봇
2015년 세계 산업용 로봇시장 규모는 111억불로 추산되며 연평균 14% 성장하고 있음. 대부분의 시장을 소수의 주요 제조사(Yaskawa, ABB, KUKA, Fanuc 등)가 차지하고 있다. 2015년 중국시장이 전체시장의 27%를 차지하고 있으며, 2019년에는 38%에 이를 것으로 예상된다(IFR 2016, 공급대수 기준). 따라서 중국시장은 현재 뿐 아니라 향후 5년간으로도 세계에서 가장 큰 시장으로 예측된다.
전 세계적으로 제조로봇의 수요는 전통적으로 자동차 산업용 로봇시장의 규모가 가장 크나 전기전자 산업용 로봇시장이 매우 빠른 속도로 성장하며 추격하고 있다. 한국과 일본의 경우 전기전자 산업용 로봇시장의 규모가 자동차 산업용 로봇시장의 규모에 필적하고 있다.
노동집약적 공정의 자동화, 특히 기존의 제조로봇으로는 자동화가 불가능하였던 공정들의 자동화를 위하여 관련 필수 핵심 기술(협동로봇 기술, 로봇 조립 기술 등)에 대한 연구와 관련 제품의 출시가 주요 제조사를 중심으로 이루어지고 있으며 이와 관련한 국제 표준안(ISO/TS 15066 등)도 가시화 되고 있다. 동종의 대량생산 공정용 로봇 기술을 급격히 키우고 있는 중국과 이미 세계제조 로봇 시장의 절대 강자이고 특히 중국 시장을 석권하고 있는 일본, 다품종 변량 생산 공정에 대응 가능한 미래지향적 로봇기술을 축적해가고 있는 유럽의 기업들과 경쟁하기에는 국내 제조로봇 기업들의 기술적/경제적 저변이 매우 약하다.
이러한 이유로, 중국 로봇 및 자동화 시장이 급격히 성장함에 따라 일본과 유럽 등 전통 제조로봇 강국 기업들이 수혜를 입고 있으나 국내 제조로봇 기업은 상대적으로 중국시장의 성장에 큰 혜택을 보지 못하고 있으므로 이를 해결하는 것이 시급한 과제다.
따라서 “로봇 단품으로 원천적 안전 구현이 가능한 제조로봇의 안전기술”, “작업자의 조립능력에 도전하는 조립로봇 기술”, “국산 로봇 부품의 적용을 통한 저가격화 기술” 등을 집중 개발하여 기존 로봇으로는 적용이 불가능했던 노동집약적 공정의 자동화에 필요한 핵심기술을 시급히 확보해야 한다.
물류로봇
2015년 기준 아시아 태평양(40.5%), 유럽(32.2%), 북미(24.7%) 순으로 시장 규모를 형성하고 있으며 전세계적으로 고른 성장세가 예상되나, 물류로봇의 생산지 비중은 북미(81.1%), 아시아 태평양(10.7%), 유럽(8.1%) 순으로 북미 편중 현상이 심하다.
온라인 쇼핑의 급증으로 물류센터에서의 물류로봇 채택이 크게 증가할 것으로 예상되며, 인력부족 문제에 대한 대응 및 물류센터의 효율향상을 위해 24시간 무인작업이 가능한 물류로봇이 물류기업에 의해 요구되고 있다. 또한, 국내외 전문로봇 업체에서는 병원, 요양원, 호텔 등의 수요에 기반하여 수 kg~수백 kg의 건물 내 물류를 이송하는 로봇을 상용화하였으며 앞으로 대형 건물에서의 물류로봇 적용시도가 늘어날 것으로 예상된다.
미래 물류로봇 수요에 대응하기 위해서는 다양한 종류와 특성을 가지는 물품의 인식 및 파지와 관련된 기술개발이 절대적으로 필요하다. 특히 물류센터에 존재하는 수천·수만 종의 물품 종류, 위치 및 자세에 대한 정확한 인식과 이들 물품을 대상으로 피킹(Picking) 작업을 수행하기 위한 파지 장치 및 파지를 위한 학습 기술 개발이 필요하다.
농업로봇
농업로봇은 크게 두 가지 형태로 시장이 형성되고 있다. 시장확대 측면에서는 농업 로봇 시장의 60배 이상 규모를 형성하고 있는 필드 농업용 농기계에 원격제어, 자율주행 등 로봇기술 융합을 통한 기존 농기계의 로봇화가 진행 중이며, 신규 시장 개척 측면에서는 자율주행 기술을 기반으로 로봇 비전 및 조작 기술을 융합한 제초, 방제, 이송, 수확 작업 등에 적합한 전용 농업로봇 기술개발을 진행 중이다.
기술 실현 측면에서는 스마트 팜 관련 기술이 먼저 현실화될 것으로 예상된다. 장기적 도전 목표인 노지환경에서의 자율 농업로봇 기술개발은 농업의 특성상 작업 대상의 균일화가 어렵고, 환경인지, 주행, 농작물에 대한 조작 기술 등이 타 로봇 분야에 비해 난이도가 높아 기술 실현에 상당한 시간이 소요될 것으로 예상된다. 따라서 자율 농업로봇 개발을 위한 중간 과정으로 농업로봇 도입이 용이하도록 재배방식을 개조하는 연구를 병행하여 농업로봇의 실적용 제한점이 완화된 환경에서의 로봇 개발 및 상용화를 우선 추진할 필요가 있다.
의료로봇
의료로봇 시장은 2020년경 114억 달러 규모가 될 것이며, 수술용 로봇 시장이 전체 로봇시장의 60%에 달할 것으로 전망된다. 현재 전세계 수술로봇 시장은 다빈치 수술로봇의 독점적으로 점유하고 있다. 인구고령화와 함께 환자 케어 로봇 시장 규모는 지속적으로 성장하고 있으며, 2024년도까지 9,500만 달러에 이를 전망이다.
의료 선진국에서는 IBM 등 다국적 대기업 컨소시엄을 기반으로 대형 병원 플랫폼 개발이 진행되고 있다. 따라서 ICT융합 의료를 지원하는 컨트롤 타워와 범부처 차원의 전주기적 지원(원천기술, 시스템개발, 중개임상연구, 의료기기 인허가 지원, 공적급여 제도 및 표준화 등)이 필요하다. 그리고 의료진과 협업이 가능(모터제어기 일체형, 안전기능 부가)하며 저침습의 최소 침습, 무침습화(NOTES, 마이크로 수술 등)를 위한 소형, 경량, 모듈화 기술 및 마이크로 로봇기술, 수술툴의 정확성 향상 기술 역시 필요하다. 또한, 인공지능과 빅데이터 기술의 융합을 통해 환자 맞춤형 치료방식 제시, 의료영상 분석 기술, 환자/집도의의 의도파악 및 상황 예측 등을 목표로 로드맵을 설정해야 한다.
현재 우리나라의 경우 수술로봇 시스템 개발에 있어 정부품, 센서, 액추에이터 등 다양한 부품을 해외에서 수입하는 상황으로 국내 부품산업의 원천기술력을 향상시켜 시스템 개발의 비용 및 기간을 단축시킬 필요가 있다.
해외 선진국에서는 인공지능, 빅 데이터 등을 융합한 수술로봇 플랫폼을 개발하고 있으나, 우리나라에서는 아직 독자적인 기술의 수술로봇 플랫폼이 없는 상태다. 독자적인 기술로 최소 침습수술로봇 하드웨어 기술을 고도화하고 이후 오픈 플랫폼으로 연구기관에 제공하는 노력이 필요하다.
재활로봇
세계 재활로봇시장은 뇌졸중 환자의 증가, 고령인구의 증가, 외래환자 재활시장 증가로 인해 2015년 5억 7,700만 달러에서 2020년에는 17억 3000만 달러 규모로 발전할 것으로 예상(WinterGreen Research, 2014)된다. 국내 재활로봇 로드맵은 신경·근골격 재활로봇, 신체기능 대체로봇 및 일상생활 보조로봇 개발에 목표를 두고 개발되어 왔다.
향후 Google 등이 참여하여 인공지능, 빅 데이터 등을 융합한 거대 병원 플랫폼을 개발하는 추세에 있어, 현재 정부의 연구비지원이나 중소기업을 중심으로 한 연구체계로는 경쟁하기가 어려운 상황이다. 재활로봇의 개발 및 임상적용에 대한 협의체 또는 컨트롤타워를 두어 체계적으로 원천기술 등이 재활로봇에 적용될 수 있도록 하고, 임상현장의 아이디어를 확대 적용하는 연구에 대해 동시 지원이 필요하다.
재활로봇을 쉽게 적용할 수 있도록 개발에 있어 공통적으로 필요한 사항에 대해서는 공유할 수 있는 인프라가 필요하다. 특히, 재활로봇에 대해 꼭 필요한 사항에 대해 “공개적 데이터”화 하여 작은 기업에서 좀 더 쉽고 유연하게 접근할 수 있도록 하는 방안도 강구되어야 한다.
재활로봇의 특성상 많은 환자를 대상으로 수년 간의 실험을 통해 결과를 얻을 수 있다. 따라서 의료기관, 기초연구기관(대학 등), 실용화 연구기관(국책연구소 등)의 긴한 협력 연구를 통해 ‘수요 발굴 → 기초연구 → 개발연구 → 임상시험 → 실증평가 → 실용화’의 전 주기적 중개 연구개발 사업을 수행하는 국가과제 지원이 필요하다.
