23일 횡성 웰리힐리파크에서 열리고 있는 ‘제13회 한국로봇종합학술대회(KRoC 2018)’‘에선 한양대 이병주 교수의 초청 강연이 있었으며 문희창 홍익대 교수 등 4명의 강연자들이 기조 강연을 펼쳤다. 또한 구난로봇, 각막수술로봇, 수중건설로봇, 안전로봇 등에 관한 초청세션이 열려 참석자들의 주목을 받았다. 이날 초청 강연을 한 한양대 이병주 교수를 비롯해 4명의 기조 강연 내용을 간추려 소개한다. (사진=박경일)

▲ 한양대 이병주 교수

▲한양대 이병주 교수 ‘수술로봇 : 현황과 미래 연구 방향’

삶의 질이 개선되고 고령화 시대에 접어 들면서 건강에 대한 관심이 더해가고 있다. ICT 기술의 발달과 더불어 의료로봇기술은 더욱 정확한 진단, 성공적인 치료, 효율적인 재활의 전주기적 역할을 담당할 것으로 예측할 수 있다. 의료진단을 위한 3D 영상 및 진단기기 기술의 발달은 조기에 병변 예측을 가능케 하였으며, 이로 인하여 최소 침습수술(Minimally Invasive Surgery)이 가능해 졌다.

3D 영상기술이 접목된 수술로봇 기술은 최소침습과 더불어 미세수술을 가능케 하고 있으며, 환자의 빠른 회복 및 높은 만족도 등 현장에서 그 효용성이 입증되고 있다. 현재 미국 등을 중심으로 수술용 로봇 분야에서 스타트업이 속속 생기고 있는 것은 아직 전체 시장의 5% 정도만 수술용 로봇이 커버하고 있기 때문이다. 인튜이티브 서지컬의 다빈치 로봇이 대부분이다.

수술용 로봇은 멀티 포트(multi port)-> 단일공(single port)->마이크로 수술 등으로 발전하고 있는 단계이며 햅틱, 빅데이터, 인공지능, 3D 스테레오, 증강현실 등 기술이 속속 도입되고 있는 상황이다. 우리나라는 미래컴퍼니가 수술용 로봇을 개발해 상용화에 나선 것에서 알수 있듯이 높은 기술력을 자랑하고 있다.

수술 로봇 분야에서 표준의 중요성이 높아지고 있다. 미국의 경우 지난 2016년부터 IEC 60601-1 3.1에디션 규격을 준수하지 않는 제품에 대해선 판매를 금지하고 있다. 이는 수술용 로봇의 안전성이 그만큼 중요하기 때문이다. 국내 수술용 로봇 개발 및 보급이 확대되기 위해선 우리나라도 표준화와 연계해 수술용 로봇 보급 과제를 정부에서 중점적으로 지원해야 한다고 본다.

또 다빈치 로봇만을 따라가선 승산이 없다. 최근 인공와우 이식, 코수술, 척추수술, 혈관 수술 등 분야를 중심으로 수술용 로봇 기술이 속속 개발되고 있다. 한양대 역시 척추수술, 코수술 등 분야에서 다양한 수술용 로봇 개발 과제를 추진했다. 수술용 로봇은 아직 95%의 개척되지 않은 시장을 갖고 있다. 퍼스트 무버(first mover) 전략을 갖고 개발에 임하되 정부도 적극 개발 및 보급에 관심을 가져줘야 한다. 또 수술용 로봇 분야에 로봇 분야 인재들이 많이 올수 있도록 인재 양성 프로그램을 만들고 의사와의 커뮤니케이션을 활발하게 하려는 노력도 이뤄져야한다.

기조 연설

▲ 언맨드솔루션 문희창 대표(홍익대학교 교수)

▲언맨드솔루션 문희창 대표(홍익대학교 교수) : 자율주행 무인 셔틀 개발 현황과 적용사례

전 세계적으로 자율주행 기술은 다양한 산업에 접목되면서 최첨단기술의 아이콘이 되고 있다. 그 중 가장 이슈가 되고 있는 산업은 자동차이며 자율주행자동차에 대한 관심은 뜨겁지만 아직 자율주행자동차가 우리 실생활에 들어오기까지는 법적, 윤리적으로 많은 난제들이 존재한다. 또한 자동차에 대한 개념이 소유 개념에서 공유 개념으로 변화하고 있어 자동차의 소유가 사치라는 관점이 생기기 시작했고 여기에 자율주행기술이 접목되면서 자연스럽게 대중교통에 대한 수요가 높아질 것으로 예상된다.

이에 다양한 형태의 미래 대중교통도 자동차와 같이 자율주행, 무인으로 운행될 것이며 PRT(Personal Rapid Transit), 자율주행 버스(Shuttle) 등과 같은 미래형 자율주행 대중교통들이 주목을 받고 있다.

▲ 백승민 연구위원 (LG전자)

▲백승민 연구위원 (LG전자) : 인공지능 융합 로봇 서비스 사업화

LG전자는 가정용 청소 로봇 분야에서 메카트로닉스 기술 기반으로 지능형 내비게이션 기술을 적용하여 오랫 동안 사업을 추진해왔다. 최근 ICT 기술의 발전과 인공지능 기술의 융합 가속화에 따라, 가정용 비서 로봇, 상업용 안내/청소 로봇 등 새로운 분야에서 로봇 응용 개발이 활발하게 추진되고 있으며, 이를 활용한 사업화 기회가 확대되고 있다. 새로운 서비스 로봇 분야에서 음성/영상 인식 등 인공지능 기술을 적용하는데 많은 노력을 하고 있다.

▲ 박재흥 교수 (서울대학교 융합과학부)

▲박재흥 교수(서울대학교 융합과학부) : 불확실한 접촉 및 외란에 유연한 휴머노이드 로봇 제어

휴머노이드 로봇은 일반적인 매니퓰레이터와 다르게 불확실한 외부 환경과 접촉을 많이 하게 된다. 기본적으로 보행을 할 때 접촉하는 바닥의 상황이 예상치 못한 경우일 수 있고, 보행으로 이동한 후 어떤 작업을 수행할 때는 양발 뿐만 아니라 양손, 등에 접촉을 하게 된다.

이러한 불확실하고 비정형화된 환경과 접촉을 하게 되는 휴머노이드 로봇의 제어 알고리즘에 대한 연구를 소개하고자 한다. 먼저 미 국방성 산하 방위고등연구계획국(DARPA) 주최로 열린 세계 재난대응 로봇대회(DRC)에서의 경험을 간략히 소개한다. 로보티즈가 제작한 똘망 로봇을 갖고 참여했는데 똘망을 갖고 참여한 팀 가운데 가장 좋은 성적을 거뒀다. 똘망이 유연한 특성을 갖고 있어 제어하는데 상당한 어려움이 있었다. 계단을 오르기 위해 계단 양쪽의 난간을 잡는 방식으로 로봇의 안정성을 확보하고자 했다.

위치제어 로봇의 불확실한 접촉에 유연하게 대응하는 제어기술을 적용했다. 다음으로는 토크제어 휴머노이드 로봇에서 작업 공간 기반 제어 프레임워크를 사용한 알고리즘 및 실험을 했다.

▲ 장준현 상무 (두산로보틱스(주))

▲장준현 상무 (두산로보틱스) : 협동로봇의 기능과 기술

우리나라는 고령화로 인한 숙련 작업자 부족, 현장 작업 기피현상, 이로 인한 제조업 공동화 등의 문제가 두드러지고 있으며, 프로세스 개선 및 자동화에 의한 현장 생산성 향상으로 내외부 도전적 요소를 극복해 나가야 한다. 이러한 시대에 제4차 산업혁명의 중요한 플랫폼 중의 하나가 협동로봇(Collaborative Robot)이다. 작업 환경과 인간 사이를 연결하는 기능을 하기 때문이다. 또한 정보통신의 발달과 소프트웨어 혁신으로 유연한 작업 환경을 가질 수 있게 되었다.

연결성 (Connectivity)과 유연성(Flexibility) 측면에서 협동 로봇은 다음과 같은 4 가지의 기능을 반드시 가져야 한다. Easy to Use, Easy to Deploy, Safe to Use 그리고 Multiple Purpose기능이다. 두산 협동 로봇에는 이 4 가지의 기능이 구현되어 있다. 앞으로 두산은 협동 로봇의 범위를 확장하는데 중점을 둘 것이다. 또 글로벌 로봇업체들이 산업용 로봇이 센서를 붙여 협동 로봇과의 경계를 없애고 IT 기술과 협동 로봇 기술을 접목하고 있는 것도 관심있게 지켜보고 있다. 앞으로 협동 로봇은 사람이 싫어하는 지루하고 반복적인 작업을 대체하는 로봇으로 각광받을 것으로 예상하고 있다. 두산은 1~2년내 중국 등 해외 시장 진출 방안도 고민하고 있다.