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Nikkei Electronics_2021.4 특집 요약 (p24-31)

適∙로봇∙適∙所
로봇과 공존하는 최적화 사회

총론으로, 코로나19의 감염 확대를 계기로 로봇의 사회 실장이 단번에 진행되고 있다. 핵심은 ‘적∙로봇∙적∙소’. 사람과 로봇이 각각 잘하는 역할을 분담해 협업∙공생해 나가는 현실적인 솔루션이다. 이러한 서비스 로봇의 보급 후에 기다리는 것은, 센서를 고정적으로 설치해 실현하는 IoT(사물인터넷)로는 불가능한 ‘최적화 사회’이다.

미래에 로봇의 역사를 되돌아 봤을 때, 코로나19 사태에 휩쓴 2020~2021년은 사회에 대한 로봇 침투가 본격화되기 시작한 전환점으로 자리잡을지도 모른다.

“코로나19는 인간의 업무 일부를 로봇으로 대체하는 계기가 될 것으로 본다. 사람 간의 접촉을 줄이기 위해 기계화를 추진하는 수요가 급속하게 높아지고 있다”. 일본을 대표하는 AI기업 Preferred Networks(PFN) 로봇솔루션즈의 운노(海野) 운영책임자는 말한다.

일본에서 로봇 활용 역사는 약 50년에 달한다. 공장의 라인에서 철책에 둘러싸여 묵묵히 일정 작업을 하는 산업용 로봇은 1970년대부터 도입되기 시작했다. 그러나 인간과 단절된 특정 장소가 아니라 인간 사회의 다양한 장면에서 로봇이 활용되게 되었는가 하면 그렇지 않다. 미국 iRobot의 로봇청소기 ‘룸바(Roomba)’는 나름대로 보급에 성공했지만 이러한 성공 사례는 일부에 지나지 않는다.

“로봇에 대한 생각은 사람마다 각각 다르다. 우리들이 어릴 적에 상상하고 있던 꿈의 세계가 현실이 되었는가 하면 그렇지는 않다. 예전부터 안고 있던 로망이 아직 하나도 실현되지 않은 것이 로봇 영역이다. 때문에 큰 기회가 있다”라며, 20년 8월에 AI개발 스타트업 Ascent Robotics의 CEO에 취임한, ‘플레이스테이션의 아버지’ 구타라기(久夛良木) 씨는 말한다.

-- 산업용 청소로봇으로 이례적인 히트 --
로봇 보급의 높은 장벽을 코로나19가 단번에 무너뜨리고 있다. 예를 들면 산업용 청소로봇은 예전에 없던 히트 상품이 생겨났다. SoftBank Robotics의 위즈(Whiz)다. 타사 제품의 누계 판매 대수가 1,000대에도 미치지 못하는 한편, 19년 5월 발매 이후 불과 1년 정도에 1만대를 돌파했다. “코로나19로 단숨에 빗장이 풀렸다. 감염 대책의 중요도가 높아진 것이 큰 요인이다”(요시다(吉田) CBO).

지금까지 업무용 청소로봇의 판매가 그렇게 늘지 않았던 이유는 “단순하게 사람 1인과 비교해 비용을 계산하는 경우가 많았다. 로봇은 작업이 느려 시급으로 비교하면 도입 효과가 맞지 않기 때문이다”(일본 빌딩 메인터넌스 로봇 협의회).

그러나 코로나19로 감염 대책을 확실하게 실시한다는 것을 어필하는 것이 상업시설에게는 중요한 항목의 하나가 되었다. 그래서 SoftBank Robotics는 청소로봇이 감염 대책에 유용하다는 것을 과학적으로 제시하며 적극적으로 어필했다.

이는 일례에 불과하다. 리모트워크는 업무방식 개혁 운동으로 주목은 받았다. 그러나 코로나19 이전에는 도입이 진척되지 않았지만 코로나19 이후에 폭발적으로 보급되었다. 이와 같은 일이 로봇에서 일어나고 있다.

-- IoT와 로봇의 질적 차이 --
지금까지의 산업용 로봇과 달리 사람과 협동∙공생하는 서비스 로봇의 보급이 초래하는 것은 ‘최적화 사회’다. 오늘날의 IoT 보급을 통해 현실 세계의 데이터를 취득하고, 그것을 해석함으로써 최적화가 진행되고 있다. 그러나 기존의 IoT로는 환경 정보를 취득하는 센서를 배치할 수 있는 장소나 수는 한정적이다. 그리고 해석 결과를 받아 실제 사회에 반영하는 것은 고정된 IoT 기기다. 예를 들면, IoT에 대응한 최근 에어컨의 경우는 실내의 온도와 습도는 물론, 사람이 어디에 존재하는가 등 환경 정보를 취득해 쾌적성을 높일 수 있다.

이는 이것으로 유용하다. 그러나 자율적으로 이동하고 사람과 협조할 수 있는 서비스 로봇이 있다면 센서를 설치하지 않아도 어디에서나 환경 정보를 취득할 수 있고, 해석 결과를 바탕으로 인간에게 직접적으로 서비스를 제고할 수 있다. 즉, 최적화할 수 있는 장소가 로봇의 보급으로 점에서 면으로 확대된다. IoT에 의한 ‘부분 최적화 사회’에서 진정한 ‘최적화 사회’로 진화하는 것이다.

-- 5년에 3배로 시장 급성장 --
그럼 서비스 로봇은 얼마의 속도로 사회 속으로 침투하는가? 노무라총합연구소(NRI)는 제조업용 협동 로봇을 포함하면 국내 시장규모는 20년의 1,336억 엔에서 26년에는 3,858억 엔으로 약 3배로 성장할 것으로 보고 있다. 이는 세계 시장에서도 마찬가지다. 미국 MarketsandMarkets의 예측에 따르면, 세계의 서비스 로봇 시장은 20년의 370억 달러에서 연평균 22.6%로 성장해, 25년에는 1,025억 달러 규모가 된다고 한다.

로봇에 의한 최적화 사회를 실현하기 위해서는 해결해야 할 과제는 많다. 주요 과제는 1)비용 저감, 2)하드∙소프트의 개선, 3)현장 시스템이나 로봇간 연계, 4)멀티유스화 등이다.

로봇의 개발 비용에 관해서는 이미 하드는 범용품화가 진행되고 있다. 진원지는 중국이다. 예를 들면, 광둥성 선전시는 ‘세계의 공장’에서 탈피해 ‘이노베이션 실험 도시’를 표방하고 있으며, 거리의 모든 곳에서 다양한 로봇과 조우하는 상황이라고 한다.

요소 기술의 진화도 비용 저감에 기여한다. 현재 자율이동 로봇이 탑재하고 있는 LiDAR가 필요 없는 Visual SLAM이 주목을 받고 있다. 카메라의 정보만으로 이미지 인식을 통해 주위 환경을 이해한다. 기계학습으로 인해 카메라만으로도 고정밀 환경 인식이 가능하기 때문에 제품 비용을 억제할 수 있게 된다. 캐논이나 스타트업 기업인 DMP가 로봇용으로 제공하기 시작했다.

-- 사람의 대체가 아니라 ‘적∙로봇∙적∙소’ --
최근 몇 년 사이에 서비스 로봇이 물류, 배송, 빌딩, 병원, 점포 등 다양한 장소에 도입되기 시작했다. 전부는 아니지만 코로나19 종식 후에도 현장에 정착할 것이다. 감염 대책에서 요구되는 비접촉∙비대면 요구뿐 아니라 만성적인 노동력 부족의 해소, 업무방식 개혁에서 DX(디지털 트랜스포메이션)의 추진 등에 로봇은 유효하기 때문이다.

로봇은 위험 환경에도 침투해 들어간다. 예를 들면, 로봇 스타트업 Meltin MMI의 아바타 로봇 ‘MELTANT’은 사람이 들어가기는 위험한 극한 환경(원자력발전소∙우주∙심해 등)에서의 작업을 로봇으로 대체한다.

도입 확대의 배경으로는, 센서 등 요소기술의 진화나 저가격화로 인해 로봇을 도입해도 ROI(투자이익률)에 맞는 현장이 증가하고 있는 사실을 들 수 있다. “물류처럼 DX가 시급한 현장은 도입하기 쉬워졌다. ‘3밀(밀집∙밀폐∙밀접)’ 회피나 노동력절약 대책으로 코스트 메리트를 낼 수 있다”(NRI의 데즈카(手塚) 컨설턴트).

이렇게 우리의 가까운 곳에서 활약하는 로봇이 증가하면 사회 수용성이 높아지고, ‘로봇은 인간의 일을 모두 대체한다’라는 환상이 희미해져 갈 것이다. 로봇에게 특화된 단순한 반복 작업이나 고정밀도가 요구되는 작업은 맡기고, 사람은 고도의 지식이나 판단이 요구되는 업무를 담당하는 협조 체제가 확립된다. 로봇이 일하기 쉬운 환경에 맞춰서 인간의 워크플로우 등을 바꿈으로써 도입이 더욱 진행되고, 그 결과 전체의 효율화가 진행된다는 선순환이 생겨난다.

전체 최적 사회라고 해도 당분간은 사람이 개입하는 현장의 일부에 로봇을 도입해, 업무를 효율화하거나 사람의 작업 부담을 경감하는 것이 주목적이 될 것이다. 예를 들면, 물류창고의 피킹 작업은 현재는 사람에게 맡기는 편이 효율적이다.

물론 기계학습 등의 기술의 진화를 통해 장기적으로는 거의 모든 상품을 피킹할 수 있게 될 것이다. 그 때는 사람의 개입을 서서히 줄여 나가는 것이 중요하다.

NEDO(신에너지산업기술총합개발기구)의 ‘스마트 텔레 오토노미’ 구상에서는, 로봇 자율화와 개입의 관계성을 ‘순차 조작’ ‘부분 자율화’ ‘고도 자율화’의 3단계로 나눈다. 현재는 순차 조작의 단계에 있다. 고도 자율화로 진행됨에 따라서 탑재하는 AI가 지시자의 말을 이해한 후에 스스로 행동을 결정해 동작하게 되면서 지시자의 노력을 최소한까지 억제할 수 있다.

앞으로 로봇의 활용은 점에서 면, 그리고 공간으로 확대되어 간다. 제1단계는 공정 일부에 로봇을 도입하고, 제2단계에서는 복수의 장소에 로봇을 도입해 연계시킨다. 제3단계에서는 시설에 많은 종류와 복수의 로봇을 실장, 현장 시스템과 연계해 업무효율을 최적화한다.

목표는 가상공간에 만든 디지털트윈에 의한 시뮬레이션과, 현장에서의 실전에 의한 데이터 취득∙해석을 반복해 최적화하는 것이다. “앞으로는 디지털트윈의 문맥에서 로봇을 활용하는 흐름이 사회의 모든 장소에서 일어날 것이다”(PFN의 운노 운영책임자).

-- 횡적 연계의 기반 조성 --
복수의 로봇이나 설비가 도입된 공간에서의 업무 최적화를 추진하기 위해서는 각각을 연계시키는 기반이 필요해진다. 아마존닷컴 산하의 Amazon Web Services Japan(AWS Japan) 기술총괄본부의 다키자와(瀧澤) 씨는 “앞으로 단독의 로봇은 없어질 것이다. 클라우드와 로보틱스는 떼려야 뗄 수 없는 관계가 된다”라고 말한다.

AWS Japan은 18년부터 로봇개발 과제를 해결하기 위해 클라우드 서비스 ‘AWS RoboMaker’를 제공한다. 클라우드 상에서 AI나 기계학습, 솔루션 환경 등을 제공함으로써 개발 효율화나 비용 삭감을 실현시킨다. 예를 들면, 로봇은 현장에서의 테스트를 반복해 제품을 업데이트하지만 매번 리얼한 테스트 환경을 만들기는 어렵다. 그래서 가상공간의 테스트 환경을 제공한다. “클라우드 공간에 컴퓨팅 파워와 스토리지를 오프로드함으로써 로봇 단말을 저가격화할 수 있다”(Rapyuta Robotics의 Gajan Mohanarajah CEO).

Rapyuta Robotics는 복수∙이동 로봇의 협조 제어를 실현하는 클라우드 플랫폼 ‘rapyuta.io’를 개발하고 있다. 지금까지는 복수 대의 로봇의 통합 제어는 개별 조정이 필요하고 기술적으로 난이도가 높았다. 매번 현장에서 만들기 때문에 시스템 인테그레이션(SI) 비용이 도입 비용의 절반 이상을 차지해 실증실험에서 그치는 경우도 많았다고 한다. “API를 준비해 로봇을 추상화해 나가면, 지금은 로봇 전문 SI업자가 하는 일을 IT의 SI업자도 할 수 있게 된다. 그렇게 되면 보급이 진행된다”(Mohanarajah CEO).

-- 무선으로 부를까? 팔로 누를까? --
전송, 경비, 청소, 살균소독 등 이동형 로봇을 도입한 현장에서 수요가 높은 것은 엘리베이터 연계다. 빌딩 등에 도입한 경우, 로봇이 층에서 층으로 이동하지 못하면 현장의 수고가 증가하기 때문이다. 또한 보안에 대응한 도어를 통한 입실도, 로봇의 면(面)적인 활동을 방지하는 요인이 된다. 엘리베이터와 로봇을 연계할 수 있다면 이동범위가 확대되고, 실행 가능한 태스크의 폭을 확대할 수 있다.

그래서 미쓰비시전기는 로봇과 빌딩 설비를 연계할 수 있는 IoT 플랫폼 ‘Ville-feuille’을 개발, 빌딩 운용 기술 서비스로서 패키지화해 20년 10월에 제공하기 시작했다. 우선 Tokyo port city Takeshiba에 도입, 서서히 도입 사례를 늘려 나간다. 로봇 입장에서의 배리어프리, 유니버설 디자인을 고려한 설계를 중시한다.

한편, 신축 물건이라면 제어시스템에 대응하는 엘리베이터 설비를 도입하기 쉽지만 기존 빌딩에 도입하려면 제어시스템에 맞춰서 엘리베이터 개수 공사가 필요해진다. 이 비용과 일수가 매우 크고, 게다가 낡은 엘리베이터로는 대응하지 못하는 경우도 있다.

이러한 가운데 엘리베이터 연계를 위한 개수 비용을 고려한 현실 솔루션으로서, Mira Robotics는 로봇 팔로 엘리베이터의 버튼을 물리적으로 누르고 조작하는 방법을 취하고 있다. 엘리베이터뿐 아니라 로봇 팔로 보안 카드를 갖다 대면 보안 도어도 통과할 수 있게 된다.

-- 로봇 팔 실장으로 ‘면’에서 ‘공간’으로 --
로봇을 도입하는 유저에게 ‘One Robot Multi Use’가 가능한지 여부는 중요한 포인트다. 단기능이라면 인건비와 비교해 ROI에 맞지 않는 케이스도 적지 않기 때문이다.

그래서 관건은 ‘손’의 존재다. 예를 들면 Mira Robotics의 경비 로봇 ‘ugo’는 엘리베이터의 버튼을 직접 로봇 팔로 눌러 조작한다. 미국 Boston Dynamics의 4족 로봇 ‘Spot’은 장착한 로봇 팔로 물리적으로 도어를 열 수 있게 되었다.

이처럼 자율주행 로봇에 팔을 장착함으로써 실행할 수 있는 태스크의 종류가 대폭 증가하고, 도입 장소를 확대할 수 있다. 또한 조리 가전과 로봇 팔을 연계시켜 자동 조리를 실현하는 사례도 나오고 있다.

이러한 세계가 확대되기 위해서는 로봇 팔의 저가격화나 기술의 진화가 필요하며, 그러한 조짐이 보인다. 중국 Elephant Robotics가 개발한 소형 협동로봇 팔 ‘myCobot’은 약 7만 엔으로 비교적 저가에 구입할 수 있다. 기술자나 ‘메이커’ 등의 얼리어답터 층을 위한 제품으로, 이러한 유저가 로봇 팔의 새로운 용도나 프로그래밍 방법 등을 개척하면 장래에는 다양한 장소에서 쉽게 사용할 수 있게 될지도 모른다.

-- ‘이동+손’의 로봇이 집 안을 장악 --
현재는 BtoB 영역에서의 이용 사례가 많지만 가정용으로도 적당한 장소에 로봇을 설치하는 범위는 확대될 것이다. 이미 기초는 정비되고 있다. 그것이 로봇 청소기 룸바다. 룸바는 SLAM에 의한 맵핑과 지도 생성뿐 아니라 탑재한 카메라로 주위 물체를 인식해 가구나 IoT 디바이스의 위치까지 파악할 수 있다. 룸바는 청소뿐 아니라 집 안을 자유롭게 움직일 수 있는 센서와 같은 역할을 담당하고 있다.

로봇이 집 안 어디에 무엇이 있는가를 파악한 후에는 로봇 팔을 통한 현실 세계와의 인터랙션이 기다리고 있다. 예를 들면 주방에 있는 음료를 로봇이 가져다 주는 태스크가 가능해진다. iRobot의 Colin Angle CEO는 “수년 내에는 그와 같은 태스크를 관장하는 로봇 팔을 개발하는 움직임도 점점 나올 것이다”라고 말한다.

21년 1월에 개최된 ‘CES 2021’에서는 삼성전자가 가정용 로봇의 컨셉트 모델을 공개했다. 이동 가능한 다리에 신축하는 몸체와 로봇 팔을 장착하고 다양한 가사를 대행한다. 외관은 룸바에 로봇 팔을 탑재한 모습이다.

이러한 로봇은 물론 클라우드에 연결된다. 미래에는 스마트스피커에 “욕실 청소해줘” “빨래 말려줘”라고 말하면 로봇 팔이 가사를 마무리해 준다. 지금까지 가전제품으로는 대행하지 못했던 3차원 움직임을 동반하는 태스크가, 자율이동과 손을 조합함으로써 로봇으로 실현 가능해진다. 그런 미래가 확실히 보이기 시작했다.

 -- 끝 --

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