4차산업 로보틱스 학계 연구현황

최근 4차 산업혁명으로 인공지능(AI), 빅데이터(Big Data) 시대가 다가옴에 따라 사람 대신에 판단 가능한 지능형 로봇을 만들기 위해 국내에서는 로봇과 관련된 기구부 및 시스템 개발, 로봇 비젼을 위한 학제적 연구와 인지 과학을 이용한 지능 제어 등 로봇 관련 학과가 전국 18곳 대학교에 신설되었다. 그래서 전문가를 육성하기 위해 대해 배우는 과가 전국에 18곳 대학교에 신설되었다. 대학교와 연결하여 로보틱스 기술 공유를 위해 ‘인공지능 협동로봇 포럼’을 개최한 사례까지 있다. 또한, 국내외 참가를 희망하는 회사가 증가하면서 주최 진행 측은 다음달 국내에서 열리는 국내 최대 로봇 전시회를 개최하여 사람과 협동 가능한 로봇과 옷처럼 입을 수 있는 로봇 상품을 전시할 예정이다. 이번 전시회를 통해 공장, 국방, 건설 및 재활 뿐만 아니라 사람에게 도움을 주기 위해 여러 목적으로 활용가능한 협동로봇, 웨어러블 로봇이 핵심 주제로 선정되었다.

대학교에서 연구를 진행하고 있는 협동 로봇은 성장 가능성이 매우 크다는 점에 이목을 집중시키고 인기있는 연구분야 중 하나이다. 그래서 이와 관련된 연구 및 산업 동향에서 협동로봇에 관한 사례를 살펴보면, 안전펜스 설치를 하지 않고 같이 일하는 근로자와 같은 공간에서 작업 중에 수행 및 완수 가능한 새로운 형태의 로봇을 협동 로봇이라 말한다.
그래서 근로자와 로봇의 충돌이 발생한 경우에도 근로자의 안전이 보장되어야 하기 때문에 충돌을 방지하기 위해서는 로봇에게 학습 능력을 키우는 것이 필요하다. 그래서 국내의 대학교 연구실에서는 10년이상 협동 로봇의 능력을 키우기 위해 개발을 진행하고 있으며, 이러한 로봇의 성능을 높이기 위해 하드웨어 및 소프트웨어에서도 연구를 매진하고 있다.
그리고 웨어러블 로봇을 연구하고 있는 캐나다의 벤쿠버의 위치한 ICORD(International Collaboration on Repair Discovery) 연구소는 브리티시 컬럼비아대학교와 데이비드 스트랭웨이 박사의 지원을 받아 설립하였다.
이러한 지원을 받아 척수장애인의 삶의 질과 관련한 연구를 비롯하여 사람의 척수 손상에 ‘초점’을 맞춘 연구를 실험을 통해 진행한다[1].

여기서는 크게 임상 연구와 발견 연구 두가지로 분류되어 연구를 진행하며, 실험을 위해 연구와 관련된 전공자들이 대거 참여한다. 임상 연구자는 물리 의학, 운동학, 물리 치료, 작업 치료 및 공학에 속한 전공자들이 참여하고 발견 연구는 동물학, 해부학, 생체 공학 및 약리학 등의 관련 전공자들이 참여한다. 그래서 의료장비 중 아래 사진과 같이 VR 장비를 얼굴에 장착하고 휠체어를 직접 타보면서 몸의 변화와 건강상태를 확인하고 이를 데이터로 수집한다. 수집한 데이터는 분석을 통해 척수 장애들의 움직이는 의도를 파악하고 문제를 해결하는 연구를 진행하고 있었으며, 연구소에서는 충분히 이들의 개선에 도움을 주는 역할을 하였다. 따라서, 로봇티스는 의학적으로 사람의 건강을 지키고 사람의 수고를 덜어주는 역할을 하기에는 도움되며, 앞으로도 발전 가능성이 높은 기술이라 생각한다.

이를 바탕으로 해외에서는 캐나다 뿐만 아니라 베트남에서도 로봇틱스와 관련한 산업을 정부와 협력하여 추진중에 있다. 그 기업 중에 캄브리아(Kambria)는 옵니랩스(OhmniLabs) 이름으로 로봇개발사를 설립하여 하나의 로봇이 만들어 지기 위해서는 모듈식 부품이 장착가능하게 만든다. 그래서 이러한 로봇을 설계할때 설계 측면에서는 린 생산방식(Lean Production)과 툴리스(Toolless) 제조방식을 활용하고 비용적인 측면에서는 생산 및 인건 비용 격차를 줄이기 위해 반복적인 일들, 인건비를 최소하고 남은 비용을 연구에 투자하여 능력을 높이기 위해 캄브리아에서는 많은 노력을 하였다. 그 결과, 캄브리아는 2년 끝에 로봇틱스 산업에 필요한 원격조종 로봇 프로토타입을 생산을 하는 쾌거를 이뤘으며, 대중에게 널리 알려진 로봇틱스 제품 중 하나가 되었다.

로보틱스를 만들기 위해 캄브리아는 플랫폼을 구성하고 4가지 입장을 처리하기 위해 간략하게 구성도를 나타낸다. Developers, Backers, Companies, Users 이다. Developers 입장에서는 플랫폼을 사용하기위해 결재하고 프로그램을 만들기 위해 원하는 솔루션과 기술적인 내용을 참고가능하게 정보를 얻는다. Backers 입장에서는 플랫폼에서 로보틱스 시장을 통해 수입을 거두고 피드백과 펀딩이 가능하다. Companies 입장에서는 플랫폼에서 로봇틱스를 개발하기 위한 솔루션을 지원 받고 솔루션에서 만든 기술을 플랫폼에 공급하여 고객이 로봇틱스를 만들기 위해 기술적인 자료를 받으면 회사 입장에서는 기술적인 댓가를 받을수 있도록 추진 가능하다. 그리고 Companies와 Users관계에서 Users 입장에서는 로봇틱스를 개인적으로 만들기 위해 필요한 기술들을 Companies를 통해 결재를하고 Companies 입장에서는 고객들이 로봇틱스를 만들기위해 필요한 기술들을 공급하고 요구하는 서비스를 지원받아 고객 관리가 가능하다. 따라서, 캄브리아는 로봇기술을 개발하기 위해 최적화된 플랫폼을 다양하게 지원 가능하다.

- 캄브리아 팀 일동

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