코로나 19 바이러스 확산으로 비대면 기술에 대한 관심이 커진 가운데 우리 삶의 모습을 바꿀 수 있는 다양한 로봇기술을 조망하고, 특히 우리 삶과 밀접한 의료 및 산업용 로봇기술의 경쟁력 발전을 모색하기 위한 자리가 마련된다.

한국기계연구원은 오는 11일 온라인으로 ‘2020 글로벌 기계기술 포럼(2020 Global Forum on Mechanical Engineering)’을 개최한다고 밝혔다.

한국기계연구원과 국회 더불어민주당 이상민 의원이 공동으로 주최하는 이번 포럼은 ‘사람을 위한 기계, 로봇’을 주제로 열린다. 올해 포럼에서는 의료로봇 분야와 산업용 로봇 분야의 다양한 연구개발 현황을 살펴보고 경쟁력을 높이기 위한 방안을 모색한다.

이번 포럼은 KAIST 오준호 교수와 네이버랩스 석상옥 대표를 비롯한 첨단 로봇기술 전문가가 연사로 나서 로봇의 미래를 그려보는 세션 1과, 연구개발 현황과 전략을 논하는 세션2로 나눠 진행된다. 세계 각국의 로봇기술 전문가가 참석한 가운데 로봇 산업의 미래를 모색하기 위한 심도 깊은 논의가 이뤄질 예정이다.

연사로는 KAIST 오준호 교수를 비롯해 네이버랩스 석상옥 대표, 독일 DLR(항공우주연구센터) 크리스챤 오뜨 연구실장, 중국 상하이교통대 양광종 의료로봇연구원장, 큐렉소 정성현 부사장이 참여한다. 기계연은 박찬훈 로봇메카트로닉스연구실장이 연사로 나서 기계연의 로봇기술 연구 현황에 대해 발표한다.

연사들 발표에 이어 패널 토론이 이뤄진다. 이번 포럼은 유튜브를 통해 생중계된다. 참가 신청자는 포럼 홈페이지(forum.kimm.re.kr)를 통해 신청하면 된다. 참가비는 무료다.

다음은 주최측이 홈페이지에 소개한 강연자 발표 내용 초록이다.

▲오준호 카이스트 교수

◇오준호 카이스트 교수(주제:로봇 기술과 미래)

작금 세계적으로 여러 형태의 지능형 서비스 로봇이 연구되고 있고, 이미 우리 생활에 점차 자리 잡아가고 있으며, 가까운 미래에 더욱 많은 로봇들이 나타날 것으로 믿고 있다. 그럼에도 불구하고 다른 한편에서는 그러한 기술의 구현 가능성에 대하여 기술적, 현실적인 한계를 지적하면서 이에 대한 부작용을 우려하기도 한다.

로봇이 인간생활 환경에서 생존하며 우리에게 유익한 일을 하게 하기 위해서는 아직 많은 기술적 도전이 우리 앞에 놓여있다. 인공지능, 화상(vision), 음성인식, 통신, 제어, 로봇 기구 및 체계, 구동장치, 감속장치 등이 해결하여야 할 과제이다.

본 강연에서는 이미 사용 중인 대표적 로봇들을 예로 들어, 각 응용사례별 기술적 도전과 전망을 살펴본다.

▲석상옥 네이버랩스 대표

◇석상옥 네이버랩스 대표(주제:사람, 공간, 정보의 새로운 연결 - 로보틱스, 자율주행, AI)

본 강연에서는 사람과 공간, 정보가 새롭게 연결될 미래에 대해 소개하고, 이를 위한 기술들을 설명한다. 고성능센서, AI, 로봇, 자율주행기술 등의 발전이 물리공간과 가상공간의 경계를 빠르게 허물고 있고, 배송과 물류 등의 인프라 자동화도 가속되고 있다.

궁극적으로는 일상의 공간 그 자체가 하나의 플랫폼이 되어 다양한 서비스들과 유기적으로 연동될 것이다. 이를 위해 선행될 기술적 화두는 '지도'와 '측위', 그리고 '이동'에 있다. 3차원 고정밀 지도는 가장 핵심이 되는 기반 데이터이다. 도시 전체를 3차원 모델링해 자율주행차나 로봇을 위한 HD맵(machine readable HD map)을 만들고, 변화하는 정보를 자동으로 업데이트할 수 있어야 한다. 이 지도를 기반으로 현재 위치를 정밀 인식하는 기술도 중요하다. 특히 GPS가 닿지 않는 실내나 빌딩숲에서도 사진 한 장만으로 위치를 정확히 인식하는 VL(Visual Localization) 기술 등을 통해 끊김 없는 측위가 가능해야 한다. 최종 접점은 로봇의 몫이다.

로봇이 공장을 벗어나 일상으로 들어오는 것은 여전히 큰 도전이다. 이동을 위한 휠(wheel)과 다리(leg) 뿐만 아니라, 노동을 제공하는 팔(arm), 손(hand) 역시 안전하면서도 정밀한 제어가 가능하도록 새로 개발되어야 한다. 소프트웨어는 더 큰 발전을 요구한다.

고가의 센서 없이도 자연스러운 자율주행을 가능케 하는 비전 기반 심층 강화 학습, 사람과 로봇의 자연스러운 공존을 위한 기준을 만들어가는 HRI (human-robot interaction) 연구, 실내에서 도로까지 이동 영역을 확장하는 로봇 기술, 클라우드와 초저지연통신으로 다수의 로봇을 동시 제어하는 브레인리스 로봇 기술 등이 로봇 서비스의 대중화를 크게 앞당길 것이다.

이런 기술들을 통해 로봇들은 정보를 담고 스스로 이동하며 도시, 빌딩, 오피스 등의 각 공간을 새롭게 연결하는 혁신적 인프라가 될 것이다. 그간 연구소에 머물렀던 미래 기술들이 속속 우리의 삶으로 옮겨오고 있다. 이에 대한 전망과 현재의 도전에 대해 이야기 해보고자 한다.

▲양광종 상하이교통대 교수

◇Guang-Zhong Yang (양광종) 상하이교통대 의료로봇연구원장 석좌교수(주제:의료 로봇의 글로벌 연구개발 동향과 전망)

의료 로봇은 현재 급속한 연구개발이 이루어지고 있는 분야로, 정밀 의학, 개인 맞춤형 재활 및 병원 자동화 등의 발전을 이끌고 있다. 코로나-19 범 유행에 대처하고 있는 작금의 어려운 시기에, 의료 로봇의 중요성은 더욱 명확하게 부각된다.

초기 의료 로봇 시스템의 상업적 성공은 상업과 연구 양 부분에서 수많은 플랫폼 개발을 이끌었고, 이로 인하여 더 작고, 안전하며, 보다 스마트한 의료용 장치가 개발되고 있다. 이번 발표를 통해 지난 20년을 되돌아보며 의료 로봇이 어떻게 혁신과 개발의 주 무대로 자리 잡게 되었는지 살펴보려 한다.

향상된 안전성과 효율성, 비용 절감 등으로 인해 로봇 플랫폼은 곧 임계점(tipping point)을 넘어 임상치료 주류의 일부로 자리 잡고, 스마트 병원 및 가정 치료 분야의 미래를 결정할 것이다. 또한 이러한 플랫폼은 조기 치료와 치료 후 삶의 질에 더욱 중점을 둘 것으로 보인다. 이번 발표에서는 의료 로봇의 글로벌 연구 동향 및 새로운 연구 방향을 설명하고, 또한 차후 해결되어야 할 관련 기술적, 상업적, 법적, 경제적 문제들을 살펴볼 예정이다.

▲크리스챤 오뜨 DLR실장

◇Christian Ott (크리스챤 오뜨) 독일항공우주센터(DLR) 로봇메카트로닉스연구소 첨단로봇시스템 해석·제어연구실장(주제:인더스트리 5.0 시대, 미래 보건의료를 위한 보조로봇 기술)

세계 로봇 공학자들은 지난 15년간 차세대 협업로봇을 개발해왔으며, 협업로봇은 오늘날 기존 산업로봇을 보완하는 도구로 활용되고 있다. 이러한 협업로봇은 유연한 상호작용 모드(compliant interaction mode)를 장착하여 산업현장에서의 완벽한 인간-로봇 협업 실현을 위한 기술적 근간을 제공한다.

지금까지의 인간-로봇 협업에 필요한 유연한 상호작용은 일반적으로 말단장치에 작용하는 힘이나 조인트 토크 감지, 그리고 이를 이용한 임피던스 제어 등을 통하여 이루어져 왔다. 이와 같은 최첨단 토크 제어 로봇의 연장선에서, 본질적으로 유연한 차세대 로봇 역시 개발되고 있다.

최근 차세대 로봇 시스템의 피드백 제어 결과는 기대할 만한 성능을 보이고 있으며, 이러한 결과는 본질적으로 유연한 로봇의 물리적 내구성이 최첨단 토크 제어 로봇의 정밀하고 매우 민감한 임피던스 동작들과 동시 구현될 수 있다는 것을 보여준다. 앞서 언급된 로봇들의 연구 성과로 미루어 볼 때, 본질적으로 유연한 휴머노이드와 같이 진보된 첨단시스템이 조만간 실현될 것으로 보인다.

이러한 차세대 로봇은 인더스트리 5.0 시대의 협업 외에도, 실험실 자동화나 의료 종사자들이 보조 로봇기술의 도움을 받는 미래형 병원 운용 등 로봇의 새로운 응용처 개발에도 중요한 역할을 할 것이다.

▲정성현 큐렉소 부사장

◇정성현 큐렉소 부사장(주제:의료용 로봇 기술 발전, 제품 동향 및 제도적 지원 과제)

의료용 로봇은 약 30여 년 전 IBM 왓슨 연구소에서 정형외과 무릎관절 수술용 로봇인 로보닥 (ROBODOC)이 세계 최초로 출시된 이래, 전 세계 의료로봇 시장의 70~80%를 차지하고 있는 복강경 수술 로봇인 다빈치(daVinci)가 절대 강자의 지위를 누려왔다.

최근에는 미국 글로벌 의료기기 회사를 중심으로 정형외과용부터 신경외과용 로봇에 이르기까지, 다양한 의료용 로봇 사업을 전개하고 있다. 이제 의료용 로봇은 수술의 정확성, 안전성 및 유효성이 입증되면서 시장 수요가 연평균 20% 이상의 고도 성장을 계속하고 있으며, 우리 생활 속에서 로봇수술이 당연시 되는 시대를 맞이하고 있다. 이에 따라 국내 대학 연구소를 중심으로 미래형 의료 로봇을 연구, 개발할 뿐만 아니라, 아직은 중소기업 규모지만 전문기업을 중심으로 국내외 인허가를 받은 점차 국산화된 의료용 로봇의 시장 출시를 목전에 두고 있다.

이들 국내 의료로봇 전문회사는 유수의 대학병원과 공동개발 및 임상시험을 통하여 제품의 신뢰성을 높여오고 있다. 본 발표에서는 이러한 국내외 의료용 로봇의 기술 개발, 제품 동향, 시장 추세와 더불어 의료기기 시장 진출을 위해서 필수적 관문인 인허가 제도와 사업 활성화에 바탕이 되는 보험수가 제도 등에 대해서도 소개하여 정부의 어떤 제도적 뒷받침이 필요한지 함께 제언하고자 한다.

▲박찬훈 한국기계연구원 실장

◇박찬훈 한국기계연구원 로봇메카트로닉스연구실장(주제:한국기계연구원 로봇기술 현황)

공장에서 자동차를 제조하는 힘센 기계로 출발한 로봇은 청소로봇과 같이 어느덧 우리의 일상적인 삶에 가까이 다가와 있으며, 가까운 미래에는 우리 삶의 더 깊은 부분까지 영향을 미칠 것으로 예상된다. 이러한 변화는 4차 산업혁명으로 제조분야 로봇에서 더욱 가속되고 있으나, 비단 제조환경에 사용되는 로봇에 국한되지 않는다.

한국기계연구원은 이러한 세계적 변화를 선도하고자 인간과 함께 혹은 인간을 도와 공동 작업을 수행할 수 있는 로봇기술, 지체장애인이 경험하는 삶의 불편함을 덜어주는 로봇기술, 코로나19와 같은 감염질병 유행 상황에서 의료진을 도와주는 로봇기술 등 인간의 삶을 더욱 편리하고, 풍요롭고, 안전하게 도와주는 로봇기술을 개발하고 있다.

본 발표에서는 한국기계연구원이 보유하거나 진행하고 있는 다양한 로봇기술 가운데 인간을 닮았으며 복잡한 작업을 대신할 수 있는 양팔로봇, 인간의 손과 크기와 기능이 유사한 로봇핸드, 대상체의 형상에 관계없이 다양한 물체를 파지 가능한 만능 그리퍼, 로봇의 전신에 감각을 구현할 수 있는 로봇커버, 점퍼와 같이 입을 수 있는 옷인데 착용자가 큰 힘을 내게 도와주는 의복형 웨어러블 로봇, 하지 절단 환자가 불편 없이 걸을 수 있도록 다리가 되어주는 로봇의족, 코로나19와 같은 감염성 질환의 검체 추출을 비대면으로 진행할 수 있도록 도와주는 검사로봇 등에 관한 기술을 소개하고자 한다.