미래산업 로봇개(Robot Dog)

로봇 개(Robot Dog)의 시장 규모는 점점 확대되고 있으며, 2021년 기준 1억 달러 이상의 규모로 market size가 확대되고 있다. 빠른 성장세로 인해 로봇 개의 개발과 활용은 더욱 성장할 것으로 예상되고 있으며 국내 기업에서도 로봇개 사업에 투자와 시장 주도권 싸움을 하고 있다. 현재 로봇 시장은 성장가능성은 크지만 기술적 우위에 선 기업이나 국가는 아직 없는 상태이다. 따라서, 이 시장에서 먼저 성과를 낸다면 미래 산업에서 우위를 선점할 수 있는 것이다. 

 

국내외 로봇개 산업

삼성전자

삼성전자는 로봇 개발 전문 기업인 삼성로보틱스를 2018년에 인수하여 로봇 분야에서의 경쟁력을 강화하고 있다. 삼성로보틱스는 다양한 로봇 제품을 개발하고 있으며, 인공지능과 빅데이터 기술을 활용한 자율 주행 로봇과 협업 로봇에 집중하고 있다. 2020년에 AI 기술을 활용한 로봇 개발을 위한 별도의 조직인 삼성 AI 센터를 설립하였는데 이 센터에서는 다양한 로봇 개발 프로젝트를 수행하고 있다. 인공 지능 기술을 활용하여 로봇이 사람들과 더욱 자연스럽게 상호 작용할 수 있도록 연구하고 있다. 또한, 미국의 로봇 개발 기업인 로봇티카(Robotic)와도 협력하고 있으며 협업 로봇 분야에서의 기술 개발과 상용화를 위해 함께 연구하고 있다.

 

미래 성장 동력으로 '로봇'을 꼽은 삼성전자가 기술력 있는 로봇 업체 지분을 잇달아 확보하며 인수합병(M&A) 가능성까지 열어 놓고 있다. 이 로봇 회사는 카이스트 휴머노이드 로봇 연구 센터 연구원들이 설립한 '레인보우로보틱스'이며 만일 삼성전자가 콜옵션을 행사할 경우 삼성전자는 최대 주주가 될 수 있기 때문에 레인보우로보틱스 인수 의지가 있는 것으로 보고 있다.

 

레인보우로보틱스는 다족보행 로봇 플랫폼 기술을 보유한 업체다. 이족 보행 로봇, 사족보행 로봇, 협동로봇 등을 개발 및 판매하고 있다. 현재 사람과 함께 작업하는 로봇인 '협동 로봇' 사업으로 수익을 내고 있지만 국내 최초 이족 보행 휴보(HUBO)를 만들었던 부품과 기술 역량 등을 바탕으로 사족보행 로봇 '로봇개(Robot Dog)' 제작에 많은 노력을 기울이고 있다. 레인보우로보틱스의 로봇개는 3시간 연속 보행과 외부 충격에 강인한 보행 제어 알고리즘을 갖추고 있다. 또한, 한국 지형에 최적화한 설계와 다양한 센서를 탑재해 방법 순찰, 군용 등 다양한 분야에 활용될 것으로 보인다. 실제 이 회사는 현대로템과 2024년까지 대테러작전용 다족 보행 로봇을 개발하고 로봇 본체, 임무장비 및 원격조종장치 등 시제품을 육군에 납품하기로 했다. 레인보우로보틱스의 가장 큰 경쟁력은 원천 기술을 보유하고 있다는 점이다. 따라서, 부품이나 소프트웨어를 직접 개발하는 기술을 가지고 있고, 이에 따른 제조 원가율을 낮춰 가격 경쟁력과 기술 경쟁력 모두 가지고 있다. 

 

삼성전자는 경쟁사들 대비 로봇 사업에 늦게 시작하였지만, 레인보우로보틱스의 기술력과 삼성만의 노하우로 사업 경쟁력을 확보할 방침이다. 노인 운동을 돕는 기능을 갖춘 '시니어 케어' 특화 로봇인 'EX1'이라는 이름의 보조기구 로봇도 출시할 계획이다. 

 

 

현대차그룹 

현대차그룹은 2021년 6월 세계 최고 로봇 회사로 꼽히는 Boston Dynamics를 약 1조 원을 투입해 인수하였다. 인수 배경에 대해 "스마트 모빌리티 솔루션 기업으로 거듭나고 있는 현대차그룹의 역량에 Boston Dynamics의 로보틱스 기술이 더해져 미래 모빌리티의 혁신을 주도할 수 있을 것이며, 공공영역에서도 인류를 위한 역할을 하겠다."라고 밝혔다. 

 

Boston Dynamics가 2019년 출시한 사족 보행 로봇 'Spot'은 산악지형에 서식하는 염소를 모델로 만들어졌다. 다양한 지형에서 사용할 수 있고 균형을 잘 잡는 특징이 있다. 시각, 음향, 온도 감지 센서와 스테레오 카메라 등을 탑재했다. 스팟은 산업현장뿐만 아니라 전쟁이나 경찰 작전에도 쓸 수 있다. 현대차 베트남 탄콩공장에는 스팟을 투입해 조립라인 작업을 지원하고 있고 기아 오토랜드 광명 공장 순찰도 하고 있다. 근무자들이 퇴근한 새벽 시간에 정해진 영역을 자율적으로 이동하고 점검하는 일을 하고 있다. 

Spot

 

현대자동차그룹은 무인자율 주행 기술에 대한 연구 및 개발을 지속적으로 진행 중이다. 2021년 11월 현대로보틱스, 현대건설기계, 현대모비스 등 현대차 그룹 계열사들이 참여한 로봇개를 활용한 자율주행 배송 서비스 '로봇배송'을 출시하였다. '로봇배송' 서비스는 고객이 모바일 애플리케이션을 통해 주문하면 로봇이 상품을 가져와 고객에게 배송하는 방식이다. 로봇은 360도 카메라와 라이다(LiDAR) 등의 센서를 통해 자율주행하며, 인공지능 기술을 활용해 주행 경로를 최적화한다. 

 

 

중국 경쟁 업체

과거에는 기술력에서 앞선 선진국들과 경쟁하였다면 지금은 중국 기업들이 현대와 삼성의 발목을 잡고 있다. 중국은 비슷한 로봇개를 국산 로봇개 가격의 1/10 이하 가격에 판매하고 있다. 

 

중국 정부는 로봇 기술 개발을 적극적으로 추진하고 있으며, 로봇 산업을 중요한 성장 동력으로 인식하고 있다. 로봇 산업을 육성하기 위해 [중국제조 2025] 등 다양한 계획을 발표했다. 이 [중국제조 2025]는 로봇 산업을 중심으로 지능형 제조산업을 건전하게 발전시키는 위해 전략적 방향성과 대응책 등을 제시하고 있다. 또한, 로봇 산업 분야에서 선진 기술과 제품 개발을 지원하고 로봇 산업의 연구개발을 적극적으로 지원하는 정책을 통해 기존 산업에서의 로봇 활용을 확대하고, 로봇 교육과 인력 양성을 강화하여 로봇 기술의 확산과 발전을 촉진코자 노력하고 있다. 

 

중국 로봇 개 시장은 매년 20% 이상 성장하고 있으며, 2020년에는 약 10억 달러의 시장 규모를 보였다. 중국 정부의 전폭적인 지원과 축적된 기술로 다양한 로봇개가 대량 생산되고 있다. 중국의 대형 로봇개 제조 업체로는 DJI, Unitree Robotics, Elephant Robotics 등이 있다. 이들 회사는 기술력이 뛰어나고 고객들에게 안정적인 제품을 제공하고 있다. DJI는 미국의 드론 제조업체인 3D Robotics와 협력하여 로봇개를 만들고 있으며, Unitree Robotics는 높은 가동성과 민첩성을 갖춘 로봇개를 개발하고 있다. 스타트업 로봇개 제조업체로는 Rongzhong Robotics, Gomer Robotics, Xinghe Robotics 등이 있다. 이들 회사의 규모는 작지만, 높은 기술력과 창의성을 갖추고 있으며, 차별화된 제품을 제공하고 있다. Rongzhong Robotics는 로봇개에 인공지능 기술을 적용하고 있고, Gomer Robotics는 로봇개에 카메라를 장착하여 선박 내부의 위험한 지역을 탐지하고 있다. 

 

 

로봇개 연관 기술

로봇개의 기술적인 측면에서는 주로 인공 지능 기술과 로봇 공학 기술이 사용된다. 이러한 기술은 로봇개의 행동, 움직임, 인터랙션 등을 구현하고 개선하는 데 사용된다. 또한 로봇개는 센서, 카메라, 마이크 등 다양한 하드웨어 장비가 내장되어 있으며 이들은 각종 데이터를 수집하고 처리하는 기능을 맡고 있다. 로봇개의 연관 기술로는 다음과 같다.

(1) 인공지능(AI)

(2) 로봇공학

(3) 자연어 처리(NLP)

(4) 기계 학습(Machine learning)

(5) 이미지 처리(Image Processing)

(6) 음성인식(Voice Recognition)

(7) 센서(Sensors)

(8) 자이로스코프(Gyroscope)

(9) 가속도계(Accelerometer)

(10) 위치 추정(Location Estimation)

(11) 로봇 운영체계(Robot Operating System, ROS)

 

로봇 개발에 관심이 있는 사람은 로봇공학 혹은 컴퓨터 공학을 전공하는 것이 유리하다. 로봇개를 개발하는 회사에서는 주로 로봇공학 분야의 전문가나 컴퓨터 공학 분야의 전문가를 채용하고 있으며, 이들 전공 분야에서 전문적인 지식과 기술을 습득할 수 있다.

(1) 로봇공학: 로봇 제작 및 제어 방법, 인공지능, 자동제어, 센서 등에 대한 이론적 배경과 적용 기술을 다루는 학문이다. 이와 관련된 과목은 로봇 공학, 제어 공학, 컴퓨터 비전, 인공 지능 등이 있다. 

(2) 컴퓨터 공학: 소프트웨어 및 하드웨어 개발과 관련된 분야로 컴퓨터 시스템, 네트워크, 알고리즘, 데이터베이스 등에 대한 이론적 배경과 적용 기술을 다루는 학문이다. 관련된 과목은 컴퓨터 구조, 알고리즘, 데이터베이스, 네트워크 등이 있다.

(3) 기타: 기계공학, 전지전자공학, 물리학 등과 같은 공학 분야의 전공도 로봇개 개발 분야에서 유용하게 활용되고 있다. 최근에는 인공지능, 딥러닝, 자율주행, 로봇 편익성 등의 분야가 떠오르고 있기 때문에 이러한 분야를 포괄적인 관점에서 관심과 공부가 필요하다. 

 

로봇 기술은 빠르게 발전하고 있고 최종적인 모델은 휴머노이드 즉, 인간형 로봇일 것이다. 현재 인간형 로봇이라 할 수 있는 이족 보행 로봇은 나왔으나 아직 휴머노이드 모델이라고는 할 수 없다. 기술 개발에 있어 이족보행 로봇의 개발이 어려운 이유는 다양한데 이런 문제점을 보완하고 기술적 축적치를 바탕으로 휴머노이드 모델을 만들기 위한 중간 단계로 사족 보행 로봇이 개발되고 있다.

 

이족보행 로봇의 개발이 어려운 이유는 인간의 보행 움직임을 모방해서 제작되어야 하는데 지형이나 환경의 변화에도 대응할 수 있게 설계되어야 한다는 의미이다. 그러나, 이족보행 로봇이 가지는 기술적인 요인 중 가장 큰 어려움은 바로 인간의 보행 움직임 자체가 복잡하고 다양한 요소들이 상호작용하면서 발생한다는 점이다. 예를 들면, 인간은 걷기 위해 다리, 발, 엉덩이, 허리, 등과 같은 다양한 신체부위를 사용하며 이러한 부위들이 상호작용하면서 체중 중심의 이동이나 목적지로의 방향전환 등을 수행한다. 따라서, 이족보행 로봇은 상호작용하는 모든 부분의 제어 시스템이 복잡하고 어렵기 때문에 안정성을 유지하면서 움직이거나 방향을 바꾸거나 하는 일련의 행동 패턴에 기술적인 어려움이 있는 것이다. 또한, 지형이나 환경에 대응할 수 있도록 센서 및 제어 기술도 매우 중요하다. 이를 위해서 다양한 종류의 센서가 필요하고, 센서들이 제어 시스템과 연계되어 로봇의 움직임을 정확하게 제어해야 한다. 

 

사족보행 로봇은 보통 4개의 다리를 가지고 있으며 각 다리는 개별적으로 움직이거나 제어된다. 현재 사족보행 로봇의 형태는 다양하지만 로봇개를 기준으로 많은 산업 분야에 적용되고 있고 이러한 데이터를 기반으로 이족보행 로봇의 개발이 이루어지고 있다. 머지않은 미래에 이족 보행 로봇이 인간의 보행 움직임을 모방하면서 다양한 환경에 대응할 수 있는 기술직인 능력을 가지게 되면 우리가 그려왔던 로봇과 인간의 공유된 삶을 경험할 것이다.