지능형 로봇 기술 및 산업 동향

I. 4차산업혁명의 총아, 지능형 로봇의 개념/부각 배경

개념인간을 모방하여 외부 환경을 인식(Sensing)하고 상황을 판단(Think)하여 자율적으로 동작(Act)하는 지능형 기계 장치
부각
배경
  • 우리나라는 로봇밀도 세계 1위, 제조로봇 세계 5위권이나, 로봇 분야가 편중되고 핵심 부품 및 S/W는 선진국에 의존하는 등 로봇산업의 전반적 경쟁력은 취약
  • 4차산업혁명의 신기술(AI, 5G 등)이 로봇에 접목되면서 로봇의 스마트화가 비약적으로 진전되고 활용 분야도 급속도로 확대 중이며, 전세계적으로 로봇산업에 투자, M&A 등이 확대 되는 등 로봇 붐이 형성 중

 

II. 지능형 로봇의 적용 분야와 주요 기술

가. 지능형 로봇의 적용 분야

구분적용 분야세부 분야
공공/국방인명 구조/안전– 재난지역 탐색/구조 로봇, 화재진압 및 대테러 로봇
국방 무인 체계– 지뢰제거 로봇, 활주로 제초 로봇, 무인 수상정, 드론
농수산업농업 지원– 시설원예 로봇, 방제/수확, 무인트랙터, 스마트팜
수산 자원 관리– 수중 생산량 감시 로봇, 수중건설 로봇, 무인 잠수정
의료웨어러블 케어– 스마트 케어 근력 증강 로봇, 재활 보조 로봇
정밀 로봇 의료– AI 기반 스마트 수술 로봇, 수술 로봇 팔, 마이크로 로봇
제조/물류스마트 제조– 협동 로봇, 수직 다관절 부품 조립 로봇, 스마트 공장
물류 자동화– 스마트 물류 핸들링 로봇, 자율주행/적재 로봇

나. 지능형 로봇의 주요 기술

  • 지능형 로봇은 ICT 기술과 연계하여 공공/민간 대부분의 분야에 로봇 서비스가 필요하며, 분야 별 특성을 고려한 맞춤형 로봇 개발 및 실증/보급 사업을 통해 산업 분야에 확산 필요
구분주요 기술주요 구현 기술
구동/센싱
로봇 부품
스마트그리퍼기술– 관절형/소프트 그리퍼, 마이크로 매니퓰레이터
– 6DoF, 다관절 암, 티칭 팬턴트, 빈 피킹
로봇 자율 주행
및 센서 기술
– 위치인식(추측항법, Odometry), 지도작성(SLAM)
– 가속도/자이로 센서, LiDAR, 근접 센서, MVR
로봇 운용
소프트웨어
인공지능 기반
자율 판단 기술
패턴분석, 특징 추출, 베이지안 분류, 회귀, 군집화
강화학습, Q-Learning, 유전 알고리즘, 신경망 학습
로봇 인터랙티브
소프트웨어
인지컴퓨팅, 자연어 처리(NLU, NLG), 지능형 에이전트
– 감각 인식 → 전처리 → 패턴 분석 → 인터랙션/피드백
스마트
로봇 제어
머신비전 기반
영상 분석 기술
컴퓨터 비전, 에지 검출, 영교차이론, 캐니에지, 민시프트
– 특징 추출, 주성분 분석, 객체 인식(RCNN, YOLO)
사이버물리시스템
기반 로봇 제어
디지털 트윈, 에지 컴퓨팅, 센서 기반 Actuator 제어
– WPAN(BLE, Zigbee) 신호 전달, 지능형 SCADA

 

III. 지능형 로봇 산업 동향과 국제 경쟁력 확보 전략

가. 지능형 로봇 산업의 국내외 동향

구분동향세부 상황
해외
동향
국가 로봇
이니셔티브 (미국)
– 첨단 제조 파트너십의 일환으로 국가로봇계획 추진
– 로봇 기술을 기업에 이전, 개발된 제조 로봇 활용 지원
로봇 신전략 (일본)– 국가사회 문제 해결 목표, 규제개혁, 보급/확산 추진
– 커넥티드 인더스트리, 로봇/IoT 융합, 스마트팩토리 확대
국내
동향
제조/서비스 로봇
산업 동향
– 제조 로봇 산업: 일부 업종 편중, 협동로봇 시장 대두
– 서비스: 로봇 산업: 청소로봇 위주 성장, 시장 형성 초기
로봇 부품 및
S/W 산업 동향
– 로봇 부품 산업: 센싱 및 단순 제어 부품에 높은 비중
– 로봇 소프트웨어 산업: 영세한 기업 규모, 활용 사례 부족

나. 지능형 로봇 산업의 국제 경쟁력 확보 전략

경쟁력 확보 전략분야추진 과제
민/관 역할 분담을
통한 정부지원
효과성 제고
정부– 3대 제조업 중심 제조로봇 확대 보급을 위해 정부 주도로 표준모델 개발, 실증, 보급 및 사용자 교육 등 추진
민간– 렌탈/리스 서비스 등 구매 활성화, 로봇사업화 전담은행 지정을 통한 저금리 융자 지원 등의 자율 확산 유인
제조 현장과
유망 서비스 분야
집중 지원
제조– 뿌리, 섬유, 식·음료 등 근로환경이 열악하고, 인력부족 해소가 필요한 부문에 중점적으로 보급 추진
서비스– 성장 가능성이 높은 4대 전략 분야 (돌봄, 의료, 물류,   웨어러블 로봇)를 선정하여 기술개발·보급 지원
규제개혁
연계 기반
초기 시장 창출
제도– 신기술 발전에 따른 국내 시장 창출·성장을 위해 규제혁신 센터 구축·운영 등 선제적 제도개선을 지원
생태계– 공급자와 사용자를 연결하는 로봇분야 시스템통합 전문 기업(SI) 육성 등을 통한 신 시장 창출을 지원
시험
/인증
– 해외시장 진출을 위해 국가 간 상호인증체계 마련 및 국제공인시험기관 인정 분야 확대 추진
  • 선진국이 장악하고 있는 부품이나 소프트웨어의 단순 국산화 노력보다는 차세대 로봇의 핵심 기술 확보에 주력하며, 유망 분야에 대한 선택과 집중 및 정부와 민간 역할 분담을 통한 체계적 보급/확산 추진 필요

 

[부품 중심 로봇 가치 사슬]

 

[로봇 관련 표준화 추진 체계]

 

[참고]

  • KATS 기술보고서(한국로봇산업협회), 지능형 로봇의 최신 기술 및 표준동향, 2017. 2
  • 산업통상자원부, 제3차 지능형 로봇 기본계획, 2019. 8

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