우리들은 교육용 로봇이 학교 및 가정에서 학생들의 학습을 지도하는 모습을 상상해 왔으며, 이는 이미 현실에서 나타나고 있다. 몇 년 전 일이지만 한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 개발한 ‘로봇영어교사’가 주요 외신들에 잇따라 소개되면서 세계적인 관심을 끌었다. 미국 뉴욕타임스와 CNN이 이를 다룬 데 이어 시사주간지 타임지가 선정한 2010년 세계 최고 발명품 50개 중 하나로 선정된 것이다. 국내 로봇기반 교육(R-러닝) 모델이 해외에서도 주목을 받았다는 점에서 의미가 있다.

KIST 지능로봇사업단이 개발한 로봇영어교사 ‘잉키’와 ‘메로’는 뉴욕타임스에서 미국에서 개발된 밴디트(서던캘리포니아대), 루비(UCS), 사이먼(조지아공대) 등의 로봇과 함께 R-러닝의 새로운 패러다임으로 소개됐다. 이처럼 주요 언론을 비롯한 세계 로봇산업계가 한국의 서비스로봇을 주목하면서 다른 나라보다 서비스로봇 분야를 선도하는 분위기이다. 국내 및 세계 로봇시장에서 교육용 로봇 비중이 점점 증가

지식경제부 “2022 로봇 미래전략” 보고서에 따르면, 최근 1인 1핸드폰 시대에 이어서 1인 1로봇 시대가 2022년에 도래할 것으로 예측되고 있다. 이와 같이, 로봇이 조만간 일상생활에 널리 파급될 것이 예상되는 상황에서, 로봇 분야의 특허전쟁을 대비한 강력한 특허의 확보가 시급한 실정이다. 1인 1로봇 시대가 도래한다는 것은 기존 로봇산업의 중심이었던 제조용 로봇이 아닌 청소, 교육용 로봇과 같은 서비스로봇이 널리 보급된다는 의미이며, 기존에 공장에서 단순 생산작업만 하던 한계를 넘어서 홈네트웍, 인터넷 등과 연계가 되며 다양한 콘텐츠를 바탕으로 다양한 서비스를 제공할 것이다.

국제로봇연맹(IFR, World Robotics 2010-2012)에 따르면 홈서비스로봇 기업의 수는 44개사(2009)에서 36개사로 감소(2011)하였으며, 교육문화로봇 분야는 49개사(2009)에서 68개사(2011)로 크게 증가하였다. 지식경제부 “2022 로봇 미래전략” 보고서에 따르면, 국내 로봇시장은 2017년 이후 서비스용 로봇이 고성장을 주도하여 2022년 국내 로봇 생산 규모가 25조원에 이를 것으로 전망된다. 2022년에 청소용 로봇, 교육 및 오락용 로봇이 12조 7,283억, 제조용 로봇이 7조 4,319억원으로 전망된다. 제조업 로봇 시장의 성장은 완만하나 서비스용 로봇 시장은 향후 크게 성장할 것으로 보인다. 이는 최근 산업의 트랜드가 제조업에서 콘텐츠 산업으로 재편되고 있는 것과 무관하지 않으며, 교육 및 문화서비스 로봇 시장이 크게 형성될 것이라는 것을 의미한다. MS의 빌게이츠 회장은 로봇산업을 1970년대의 PC 산업과 비교하면서 로봇혁명의 시대가 왔음을 선언한 바 있다. 로봇시장의 패러다임이 산업에서 인간을 돕는 서비스 로봇 쪽으로 바뀌어 가고 있다. 이는 큰 의미를 가진다. 지난 1990년대 이후 PC 와 휴대폰이 현대인의 생활패턴을 완전히 바꿔 놓았듯이 일상 속에서 로봇에 의존하는 새로운 삶의 양식이 도입되기 때문이다.
현재 제조용 로봇이 주를 이뤄온 세계 로봇시장이 점차 서비스로봇 중심으로 재편되고 있다. 우리나라를 비롯하여 미국, 일본, EU 등 선진국들은 지능형 로봇을 새로운 성장동력으로 선정하고 로봇시장의 패권을 잡기 위해 다각적인 지원과 노력을 기울이고 있다. 특히 세계 1, 2위 로봇생산국인 일본과 미국은 전자와 IT에서 누렸던 세계시장 패권을 지능형 로봇에서도 다시 한번 재연하겠다는 각오를 다지고 있다.
서비스로봇에 해당하는 교육용로봇은 기존의 제조용로봇과 특성이 많이 다르다. 기반 기술이 전자, 기계가 아닌 IT를 기반으로 하며 핵심 성공요인은 창의력과 콘텐츠에 달려 있다. 이런 점은 IT 기술이 뛰어난 우리나라가 외국에 비해 성공하기 좋은 환경으로 분석된다.
교육용로봇은 로봇과의 상호작용을 기반으로 한 고품질 학습과 오락 활동을 통한 사용자의 창의성 증진을 목적으로 하며, 로봇의 역할에 따라 크게 ‘교구재로봇’과 ‘교사보조로봇’으로 나뉘며, 산업시장에서는 공급망 단계별로 ‘교구재로봇’,‘교사보조로봇’,‘로봇용 학습콘텐츠’로 세분화된다. 교육용로봇은 사업화 가능성이 높아서 이미 사업화가 진행되고 있다. 국내에서는 1만 1천개 초, 중, 고등학교 및 3만여 개의 유아보육기관 그리고 가정에서 활용될 수 있는 거대한 잠재시장을 보유하고 있으며 세계 시장 규모가 5년 내 20배가 예상된다. 또한 시장 초기 단계인 국내 교육용로봇시장은 상대적으로 개발비용이 낮기 때문에 단기간 내 활성화가 가능한 분야이며, 교육서비스와 연계되어 일자리 창출에 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 세계적으로도 초기 시장 단계이기 때문에 세계 최고의 IT인프라를 바탕으로 기술역량을 집중하면 시장 선점의 가능성이 매우 높다.
우리나라 교육용로봇시장 규모는 기술공급자의 로봇제품과 관련 정책에 의해 결정된다고 볼 수 있다. 그리고 세계 교육로봇의 성장세와도 맞물려 갈 것으로 전망된다. 유치원의 로봇기반교육(R러닝) 및 영어보조 교사로봇 사업의 결과가 긍정적으로 평가되어 사업이 확대되고 로봇키트 중심의 교구재로봇 이외에 교과교육(그림, 노래, 맞춤, 게임 등)용 로봇이 개발ㆍ보급되면 향후 2016년에는 교육용 로봇 시장이 4,000억원을 넘을 것으로 전망된다. 한국은 IT 기술을 기반으로 교육용 로봇 시장의 유리한 위치 선점

현재 시장을 지배하고 있는 교육용 로봇은 크게 2가지 형태로, 학생들이 직접 로봇을 조립함으로써 컴퓨터 과학의 원리를 이해하는 학습교재로서의 로봇과 장착된 LCD와 음성기능을 이용하여 학생들에게 학습콘텐츠를 효과적으로 전달하는 교육미디어로서의 로봇이 있다. 지금까지는 학습교재로서의 교육용 로봇이 일반적인 형태였지만 최근에는 지능형 로봇의 발달로 인해 교육미디어로서의 로봇 활용도가 커지면서 선생님을 보조해 학생들에게 지식을 전달하는 교육용 로봇에 대한 관심이 높아지고 있다.
일본은 펫로봇(애완로봇)과 같은 관계형 로봇기술에 주력하는 반면 한국은 LCD를 통한 비주얼형 로봇기술개발에 중점을 두고 있으며, 이 비주얼형은 디지털콘텐츠 산업에서 로봇 콘텐츠 산업으로 확장하는데 유리한 플랫폼으로 연계될 수 있다.
전 세계 교육로봇 시장의 선두 국가 중 하나인 미국은 STEAM (Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics) 교과를 흥미롭게 가르치고, 학생들의 과학적인 기술 소양을 키우기 위한 방안으로 로봇교육을 활발하게 개발하고 있다. 실용을 중시하는 미국은 교육용 로봇 역시 실생활과 로봇기술이 결합하는 방향으로 발전하고 있다.
우리나라는 세계에서 교사보조로봇의 상용 제품 출시에 적극적인 선도국으로, 콘텐츠를 결합한 학습기능(사용자의 지식습득) 지원을 강조하고 있으나 미국, 유럽, 일본은 교사보조로봇이 주로 자폐증이나 치매의 재활교육, 쓰레기 재활용이나 보건교육과 같은 이벤트 교육, 병상아동의 대리출석, 육아보육 시 부모분신 등에 활용되어 대화상대나 친구 등의 관계형 역할기반의 로봇개발기술을 강조하고 있어, 학습 중심의 우리나라와는 차이가 있다.
놀이를 통한 학습을 유도하는 교육용 로봇이 본격적으로 시장을 형성하고 있다. KT와 SK텔레콤 등 대기업과 주로 산업용 로봇을 제조하던 중소기업이 잇따라 제품을 내놓고 있으며, 벌써 수출에 나선 곳도 적지 않다.

최근 세계 시장에서 호평을 받고 있는 KT와 SK텔레콤의 교육용 로봇

최근 해외에서 호평을 받고 있는 우리나라의 교육용 로봇을 소개한다. 통신사인 KT가 선보인 '키봇2‘와 SK텔레콤이 선보인 ’아띠‘이다. 두 제품 모두 이동통신서비스와 연결된 융합형 제품이라는 공통점이 있다. 통신업체 가운데서 교육용 로봇 시장을 개척한 건 KT의 ’키봇‘이다. 지난 2011년 ’키봇1‘을 처음 출시했고, 그해 말 성능과 기능을 업그레이드 한 ’키봇2‘를 선보였다. 키봇이 새로운 개념의 교육용 기기로 시장에 이름을 알리자 SK텔레콤에서도 ’알버트‘라는 첫 교육용 로봇을 내놨고, 작년에 업그레이드 제품 ’아띠‘를 선보였다.
올해 SK텔레콤과 KT의 ‘로봇 경쟁’이 본격화된다. 양사는 최근 해외 진출의 물꼬를 튼데 이어 올해 국내외 교육용 로봇시장을 적극 공략할 태세다. 포화 상태인 통신시장에서 탈(脫)통신 먹거리 마련이 절실한 통신업계에 성장세인 교육용 로봇시장은 기회의 땅으로 여겨진다. 당장 큰 돈이 되지 않는 이 사업에 두 회사가 지속적으로 투자하는 이유가 여기에 있다.
현재 SKT의 교육용 로봇으로는 알버트와 아띠, 보급형 스마트로봇 알버트팝 등이 있다. 이들 제품의 국내 누적 판매 대수는 공개되지 않고 있으며 해외 시장에서의 성과는 말레이시아 콤백스사와 체결한 알버트 3000대 수출계약, 프랑스 빅로봇사와 체결한 아띠 1000대 수출계약 등이다.
특히 SKT는 로봇 모양의 거치대에 태블릿PC를 집어넣은 형태의 타사 교육용 로봇과 달리 스마트폰을 두뇌(CPU)로 활용한다는 점을 자사 교육용 로봇의 차별점으로 강조한다.
SKT 관계자는 “SKT 교육용 로봇의 강점은 스마트폰 향상에 따른 로봇 성능 향상, 경제적인 로봇 가격, 교육 컨텐츠의 높은 확장성”이라며 “특히 로봇을 작동하는 소프트웨어도 스마트폰용 앱 형태로 돼 있어 안드로이드 운영체제(O/S)를 활용해 무궁무진하게 영역을 확대할 수 있다”고 강조했다.
SKT의 교육용 로봇은 스마트폰과 로봇 간의 블루투스 무선통신을 통해 작동·제어할 수 있다. 따라서 추가요금이 발생할 수 있는 별도의 회선 가입이 없이 앱 만으로도 로봇을 이용한 교육을 진행할 수 있다.
로봇과 연동해서 이용 가능한 동화책도 확대되고 있다. 지니키즈의 지니터치북 15권과 영어사전으로 유명한 영국 콜린스사의 유아영어사전 및 빅캣(Big Cat) 시리즈 400여권, 러닝 리소스사의 영어 파닉스 30여권과 사운드 펜사 영어학습교재 100여권 등 총 600여개의 교재를 스마트로봇 알버트와 함께 이용할 수 있다.
알버트로 이용할 수 있는 로봇 전용 콘텐츠는 지난 2011년 19개에서 2012년 약 1000여개 수준으로 확장된 상태다.
아띠의 경우 마법천자문 앱을 실행키시고 마법천자문 교재에서 숨겨진 한자를 찾아 요술봉으로 클릭하면 맞는 한자를 찾았을 경우 칭찬과 함께 관련 애니메이션이 스마트폰의 화면에서 나온다. 한자를 못찾고 있으면 힌트를 사용하라고 아띠가 조언해준다. 로봇놀이 앱을 실행한 후 교재로 제공된 조작판의 화살표를 요술봉으로 찍으면 그 방향대로 아띠가 움직인다. 동요를 실행하면 아띠가 노래를 부르며 춤을 춘다.

▲ 요술봉으로 교재 그림을 찍으면 아띠가 반응한다.

스마트폰을 활용해 확장성이 크다는 것이 SKT 교육용 로봇의 강점이라면, KT의 교육용 로봇인 키봇2의 강점은 'R-러닝 인증'을 획득한 제품이라는 것과 사용자와의 교감 기능이있다는 것이다.
현재 KT 대리점과 지사에서 판매중인 키봇2는 KT와 아이리버가 함께 개발한 로봇단말기에 교육·멀티미디어 콘텐츠가 결합된 것으로 교육콘텐츠, 멀티미디어 기능, 빔프로젝터, 음성·터치 인식, 증강현실을 이용한 체험영어학습, 홈 모니터링, 자율주행기능 등을 수행한다. 키봇2는 얼굴화면에 보이는 영화, 만화 등의 내용을 빔을 통해 쏘아 벽에 크게 볼 수 있다.

▲ 키봇2의 빔프로젝트 기능

특히 KT는 교육과학기술부의 ‘R-러닝’(Robot based Learning) 인증을 획득한 것을 자사 교육용 로봇의 강점으로 내세운다.
‘R-러닝 인증’은 교육과학기술부 산하에서 R-러닝을 전담하는 로봇기반교육지원단이 R-러닝용 로봇의 기술적 완성도 및 내장돼 있는 콘텐츠의 유아교육 적합성, 안전성, 신뢰성 등을 엄격한 심의를 통해 인증하는 제도다. 인증을 통과한 로봇은 전국 시도교육청 지원을 통해 전국의 유치원으로 보급된다.
아이들의 터치와 소리에 반응하는 상호 교감 기능이 있어 정서발달에 도움을 줄 수 있도록 설계된 점 또한 경쟁 제품과의 차별화 포인트다. 말을 따라하거나 표정을 바꾸며 발을 만지면 움직이는 등 제품이 가진 교감 기능 때문에 아이들이 로봇과 정이 들수 있는 점이 장점이다.
현재 키봇2는 사우디아라비아의 제2 이동통신 사업자인 모바일리사에 공급돼 현지에서 판매되고 있다. 수출 규모는 단말기와 콘텐츠, 플랫폼 및 시스템 현지화, 마켓 컨설팅 등을 포함해 총 220만달러 수준이다.
또한 KT는 키봇2의 기능으로 특허를 확보한다는 전략이다. 실제 키봇2에 적용된 ‘화면 터치 애니메이션 기능’ 및 ‘스마트폰을 이용한 원격 제어 기능’ 등은 사우디를 비롯한 GCC 6개국(사우디아라비아, 아랍에미리트, 쿠웨이트, 카타르, 바레인, 오만)에 동시 특허 출원됐으며, 키봇 외관 및 UI에 대한 독자적 사용권도 확보했다.

▲ 국내 대기업이 출시한 교육용로봇 비교

이밖에도 R러닝 인증을 획득한 유진로봇의 ‘아이로비 시리즈’도 경쟁을 통한 활성화에 기여할 것으로 예상된다. 로봇청소기로 유명한 유진로봇은 자연스러운 대화가 가능하고 CCTV 기능도 갖춘 교육용 로봇 ‘아이로비 홈’을 출시했다.

▲ 유진로봇의 아이로비 홈

세계 교육용 로봇시장의 선점을 위한 특허 확보

현재 교육용 로봇 시장은 초기 단계이다. 각국에서 활발한 연구가 진행 중에 있으며, 앞으로 정부주도의 R-러닝 추진으로 더욱 빠른 속도의 보급이 예상된다.
그러나 극복해야 할 과제가 많다. 콘텐츠 플랫폼은 국책과제를 통해 많은 기술이 확보된 상태지만, 이러닝(E-Learning) 콘텐츠와 차별화된 로봇 콘텐츠의 특성이 부족하고, 로봇 콘텐츠 전문기업도 거의 없는 실정이다. 교육용 로봇의 성공은 사용자와 로봇의 친밀도를 높이기 위한 교감기능, 이러닝 콘텐츠와 차별화되는 다양한 콘텐츠에 있다. 이는 어찌 보면 최근 스마트폰의 성장과정과 유사한 면이 있다.
삼성과 애플의 스마트폰 시장 경쟁을 보면, 하드웨어도 중요하지만 더욱 중요한 것은 편리한 인터페이스, 제품 디자인 및 풍부한 콘텐츠가 중요하다는 것을 알 수 있다.
교육용 로봇의 경우도 만찬가지일 것이다. 다만, 교육+로봇이기 때문에 다양한 교육용 콘텐츠도 중요하지만 로봇의 특성인 인지기능, 동작기능, 인공지능, 언어기능 등이 사용자가 느끼기에 얼마나 만족스러운지가 성공을 좌우할 것으로 보인다.
또한, 앞으로 증강현실이나 사물인터넷과 같은 최신 IT 기술들과 결합된다면 더욱 다양한 기능과 성능을 갖춘 교육용 도구로 발전할 수 있을 것으로 예상된다.
이러한 교육용 로봇의 연구개발 과정에서 중요한 것이 기술선점이다. 해외시장을 개척하기 위해서는 당연히 해당 국가에 수출하고자 하는 로봇의 고유 기능에 대해 특허출원을 해야 할 것이며, 로봇의 브랜드는 상표출원을 해야 할 것이다.
최근에 특허전쟁이 이슈가 되면서 ‘강한 특허’라는 말이 회자되곤 한다. 로봇시장의 초기 단계인 만큼 제품 개발과정에서 나오는 좋은 아이디어는 미리 출원하여 선점하는 것이 중요하며, 기술의 트랜드를 예측하여 향후 3~7년 내에 보편화될 기술을 미리 특허로 선점하는 것이 ‘강한 특허’를 확보하기 위한 전략이다.
국내 교육용 로봇의 공개 또는 등록된 특허는 아직 미미하다. 교육용 로봇에 관련된 특허 중 공개되거나 등록된 특허는 95건 정도이다. 그만큼 시장 초기 단계이고 서두르면 아직 기회는 많다는 뜻이다. 다음호에서는 국내 주요 업체의 교육용 로봇에 관련된 특허들은 어떤 것들이 있는지 살펴본다.
끝으로, 교육용 로봇의 초기 단계이기 때문에 유아나 초등학생용 교육용 로봇 위주로 개발이 이루어지고 아직 많은 기술이 축적되지 않은 상태이다. 조만간 인공지능과 빅데이터 기술을 기반으로 하여 수학, 과학 뿐만 아니라 정치, 사회 문제 등에 대해 사용자와 실시간으로 대화할 수 있는 성인용 교육로봇이 등장하기를 기대해 본다. ▒ 전승준_동천특허법률사무소 변리사
* 본 기사는 '월간로봇' 6월호에서도 볼 수 있습니다. 모든 표기는 '월간로봇'의 규정에 따랐습니다.