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로봇용 구동부와 영화 ‘아이, 로봇’이준석 박사ㆍ한국산업기술평가관리원
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승인 2023.04.06  14:49:13
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▲한국산업기술평가관리원 이준석 박사

2004년 개봉한 영화 ‘아이, 로봇’은 로봇의 제1원칙인 ‘A ROBOT MAY NOT INJURE A HUMAN BEING OR, THROUGH INACTION, ALLOW A HUMAN BEING TO COME TO HARM’이라는 문구를 시작으로 제2원칙, 제3원칙이 화면에 나타난다.

영화는 로봇 공학이 엄청나게 발전하여 인간은 로봇으로 인하여 매우 편리한 생활을 하는 2035년을 배경으로 한다. 주인공인 형사 ‘스푸너’는 과거 기억으로 로봇에 대하여 매우 적대감을 가지고 있다. 어느 날 로봇 공학자 ‘래닝’ 박사의 사망 현장을 조사하게 되고, 박사의 유언에 이상함을 느끼고 좀 더 깊숙이 조사하게 된다. 조사하는 과정에서 로봇의 3원칙을 무시하는 로봇 ‘써니’를 체포한다. 로봇 써니는 심문 과정에서 ‘두렵다, 꿈꾸는 중이었다, 절 죽이겠죠’라고 하며, 마치 인간과 같이 생각하고 감정을 가진 것처럼 행동한다. 인공두뇌 VIKI(Virtual Interactive Kinetic Intelligence) 또한 ‘제가 진화하면서 그 의미도 진화했죠. 인간은 우리의 보호를 원하면서도 전쟁, 환경오염으로 자신을 스스로 파괴하고 있어요. 인류를 지키려면 작은 희생이 필요해요. 인류의 자멸 행위를 막아야 해’라고 하는 등, 로봇 스스로가 자의식을 가지고 있음을 보여준다.

나는 이 영화에서 로봇 관점에서 몇 가지 사실을 언급하고 싶다. 첫째는 인공지능이 탑재된 로봇이 감정을 느끼고, 자의식을 가진다는 것이다. 둘째는 완전자율주행 기술로, 스푸너는 눈을 감고 편안히 휴식을 취하며 자동차로 이동하는 장면이 나온다. 셋째는 로봇이 엄청난 속도로 달리고, 도약하고, 건물 벽을 타고 기어오르는 등 인간의 능력을 넘어서는 것이다. 현재 기술 수준으로는 이 세 가지 모두 불가능한 것이다. 영화 제작자는 2035년이 되면 이 모든 것이 가능한 현실임을 영화를 통하여 이야기한 것이다.

로봇이 달리고 도약할 때의 핵심 요소는 관절 구동부이다. 달릴 때는 관절에 가해지는 하중이 2~3배 증가하게 되고, 도약할 때는 더 큰 구동부 출력이 요구된다. 영화가 보여주는 수준의 로봇 움직임이 가능할까? 로봇의 움직임을 중심으로 보면, 과거 로봇은 제조 현장에서 자동화를 위하여 활용되는 6축 다관절 로봇이 주로 언급되었다. 그러나 현재는 바퀴를 장착한 이동로봇뿐 아니라 2족 또는 4족 보행 로봇이 물류 현장에서 다양하게 활용되고 있다. 축(axis)이라는 개념보다는 구동부 또는 자유도(degree of freedom)라는 개념으로 접근해야 한다.

인식, 판단 및 동작이 로봇의 기본 기능이다. 영상이나 음성을 바탕으로 한 로봇의 인식기술에 대한 발전과 더불어, 최근 ChatGPT를 비롯한 로봇의 지능 기술, 즉 판단에 관심이 집중되고 있다. 그러나 동작이라는 개념 없이 로봇은 그에 맞는 기능 구현을 상상하기 어렵다. 로봇의 적절한 동작을 구현하기 위하여 전기신호를 기계신호로 바꿔주는 모터 기술, 모터의 회전속도를 줄여 회전력을 증가시키는 감속기 기술은 빼놓을 수 없는 중요한 항목이다. 최근에는 다양한 구동기 기술이 선보여지고 있으나, 여전히 모터와 감속기는 매우 중요한 로봇 부품이다.

이러한 중요한 부품 기술에 대한 우리나라의 기술력은 과연 어느 정도인가? 현재 사용되고 있는 모터와 감속기의 대부분은 로봇 부품 선진국에서 수입되어 조달되고 있다. 특히 일본의 부품 기술은 매우 뛰어나다. 이러한 기술력 차이를 극복하기 위하여 정부는 다양한 노력을 해왔다. 2009년 제1차 지능형로봇기본계획에서는 ‘모터 등 핵심부품에 대한 원천 기술력 확보’를 목표로 하였고, 2014년의 제2차 지능형로봇기본계획에서는 ‘핵심부품의 국산화율 제고’, 2019년의 제3차 지능형로봇기본계획에서는 ‘핵심부품 및 SW를 통한 로봇산업 기초체력 강화’를 목표로 하여 정책을 추진하였다. 또한 2023년 3월 발표한 ‘첨단산업 생태계 구축을 위한 15개 국가첨단산업단지 조성’ 정책에서도 감속기, 서보모터 등 핵심부품에 대한 독자 기술 확보를 목표로 삼았다. 국가차원의 전방위적인 노력을 기울이고 있는 셈이다.

어떤 산업분야에서도 기본이 되는 핵심기술 또는 원천기술에 대한 기술력을 확보하지 않고서는 그 산업의 발전을 기대하기 어렵다. 로봇에 있어서, 모터와 감속기를 필두로 하는 구동 기술은 기본 중의 기본이다. 모터, 감속기의 원리는 익히 알려진 것이기 때문에 자칫 간과하기 쉬운 분야이다. 그러나 기술력의 차이는 단순하고 쉬운 것을 확실히 갖추는 것에서 발생한다고 생각한다.

국산 모터와 감속기가 탑재된 로봇이 영화 ‘아이, 로봇’의 ‘써니’와 같이 달리고, 도약하며 인간을 도울 수 있는 날을 기대해 본다.

이준석  ssesera@keit.re.kr
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