교육로봇 생태계 환경과 시장 진입...

1교육로봇 생태계 환경과 시장 진입 전략

교육로봇 생태계 환경과

시장 진입 전략나도백 한국과학기술정보연구원 / 산업시장분석실

22013 정보분석보고서


로봇의 탄생과 성장 배경

로봇산업 정책 동향

서비스로봇의 핵심 - HRI 기술동향

로봇산업 현황

교육용 로봇의 생태환경

교육로봇 시장 진입 전략

참고문헌

05

21

37

53

69

103

114


로봇의 탄생과

성장 배경


로봇의 정의와 분류

로봇의 역사

로봇이란 용어는 1921년 체코의 극작가 카렐 차페크(Karel Capek)가

희곡 Rossum’s Universal Robots에서 처음으로 등장하였다. 오늘날

구조 개념의 로봇은 1741년 프랑스에서 자동장치와 태엽을 이용해 만든

움직이는 인형에서 시작되었다. 그 후 여러 가지 로봇이 등장하였으며,

현재 실용화되어 있는 로봇은 대부분 산업용 로봇으로 지금까지의 로봇

역사는 산업용 로봇의 역사라 바꾸어 말할 수 있다. 로봇의 실용화는

1961년에 조세프 엥겔버그 박사가 개발한 공장용 로봇 암(Unmate)을

GM과 Ford사에 설치하면서 산업용 로봇 시대를 열어가게 되었다.

미국에서 1975년 스탠포드대학의 빅터 세인만 교수가 최초의

로봇팔(Stanford Arm)을 개발하였으며, 일본에서 1973년에

와세다대학의 가토 이치로(Kato Ichiro) 박사가 최초의 실물크기의

휴머노이드 로봇(WABOT-I)을 개발하면서 미국과 일본이 로봇산업의

로봇의 탄생과 성장 배경


제1차 성장기를 주도하였다.

1980년부터는 제2차 로봇 성장기로 일본 주도의 비약적인 성장을

보여주고 있다. 와세다대학의 이치로 교수가 동적 움직임이 가능한

로봇(WL-9DR)과 1984년 두 손으로 피아노를 연주하면서 페달을

밟을 수 있는 로봇(WABOT-II)을 개발하여 휴머노이드 로봇분야를

선두에서 이끌어 가게 되었다.

1990년부터는 지능형 로봇연구가 활발하게 이루어져 기존의

산업용 로봇 연구에서 인간생활에 밀접하게 활용되는 로봇 연구가

진행되면서 인간이 접근하기 힘든 위험환경에서 활용되어 인류의

삶에 유익하도록 하는 로봇이 개발 되었다. 1992년 미국 정형외과

교수의 수술용 로봇(Robodoc) 개발에 이어, 1993년 카네기멜론 대학의

남극대륙 가스 채집용 8족 보행로봇(Dante) 개발 등 전문서비스용 로봇

등장은 사람들의 관심을 보이면서 인간편의를 위한 연구가 활발하게

전개되었다.

전문서비스용 로봇 발전과 함께 인간과 유사한 휴머노이드

로봇에 대한 연구도 이때부터 시작되었다. 1996년 일본 혼다의

휴머노이드 로봇(P-2)은 층계 오르기, 옆 걸음, 곡선보행 등 부드러운

관절운동과 동적 이족 보행의 시연을 통해 로봇 연구자들에게

기술적 충격을 주었다. 이후 혼다는 휴머노이드 P-3를 내 놓은데

이어, 2000년에 이전 모델의 기술적 한계를 넘어 가장 인간과

비슷한 휴머노이드를 대표할 수 있는 로봇(ASIMO)을 내놓았다.

이밖에도 최근 Cyberdyne사의 의료용 로봇(HAL)은 치료 및 노약자

보조를 능동적으로 수행할 수 있도록 함으로써 금년 2013년 9월

세계경제포럼(WEF)에서 2014 기술선도기업(세계 36개 기업, 한국은

없음)으로 선정되기도 하였다.

반면 한국은 2003년부터 산업용 로봇의 도입을 시작하여, 2004년

KAIST 오준호 교수팀의 휴머노이드 로봇(HUBO) 개발을 시작으로

여러 대학과 기업이 기술개발 및 실용화 모델에 참여하여 세계


선두그룹과의 기술격차를 좁히고 있다.

근대 노동 집약적인 산업사회가 정보화 사회를 거쳐 지식기반사회로

발전해 오면서 로봇의 패러다임이 전통적인 제조산업에서의 산업용

자동화 중심의 로봇에서 군사용을 비롯하여 화재진압용 로봇 등

위험환경에서 인간을 대신하는 수단으로 또는 간병, 장애자 보조,

재활훈련, 헬스케어 등의 의료용 수단으로, 청소, 심부름, 경비,

조리 등의 가사용 수단으로, 유아교육, 연구 등의 교육용 수단으로,

오락이나 여가의 레저용 수단으로 시대환경 변화와 함께 사회적

요구 변화에 따라 다양한 활동분야로 진출해 가고 있으며, 향후

인간생활과 밀접하면서도 삶의 질을 향상시키기 위한 다양한 지능형

로봇으로 변화하게 될 것이다. 이와같은 맥락에서 최근에 등장하기

시작한 서비스 로봇산업은 인류사회의 전반적인 분야에 응용될

수 있어, 생명공학산업(BT), 정보통신산업(IT), 문화산업(CT),

나노기술산업(NT) 등 다른 산업과 연계되어 새로운 산업으로 거듭나

기존기술과 새로운 기술과의 융복합화가 활발하게 이루어지고 있다.

시기 특징 주요 내용

1960년대미국 로봇산업

주도

1961년 GM 공장에 최초의 Unimate 로봇 설치

1968년 Stanford 연구소 Shakey 이동로봇 제작

1969년 Victor Scheinman 교수 Stanford Arm 개발

1970년대미국과

일본 중심

1973년 일본 와세다 대학 Ichiro Kato 교수 휴머노이드 로봇(WABOT-I) 개발

1973년 독일 KUKA 최초 6축 로봇(FAMULUS) 제작

1975년 Victor Scheinman 교수 Programmable Universal Manipulation Arm(PUMA) 산업용 로봇팔 개발

1979년 일본 Yamanashi 대학 SCARA 조랍공정용 로봇 개발

1980년대독일과 일본 산

업용 로봇 주도

1980년대 세계산업용 로봇의 절반 이상 소유

1981년 Shigeo Hirose 4족 로봇(Titan) 개발

1984년 Ichiro Kato 전자피아노 연주 로봇(WABOT II) 개발

1989년 MIT 모바일 로봇 그룹 Walking 로봇(Genghis) 개발

>> 표 1-1 로봇의 역사


시기 특징 주요 내용

1990년대

일본 중심의

개인 서비스

로봇 개화

1992년 정형외과의사 Willian Bargar, IBM 지원으로 Robodoc 개발

1993년 카네기멜론 대학 8족 보행로봇(Dante) 개발

1996,7년, 일본 혼다 휴머노이드 로봇(P-2,3) 개발

1998년 LEGO사 Mindstorm 시리즈 출시

1999년 소니 애완용 로봇(Aibo) 출시

2000년대

전문서비스

로봇 등장

미국 로봇산업

부활

2000년 소니 휴머노이드 로봇(SDR) 개발

2000년 혼다 휴머노이드 로봇(ASIMO) 개발

2004년 한국 KAIST HUBO 개발

미국 수술로봇, 물류로봇, 군사로봇 등 전문서비스 로봇 등장

로봇의 정의 및 분류

지금까지 적지 않은 발전단계를 거쳐 온 로봇은 현재도 지속적으로

발전해 가고 있는 상태이다. 2000년 이후 기술수준이 급격하게

발전했지만, 최근 발전하고 있는 지능형 로봇분야에서는 아직 명확한

표준화된 정의나 분류체계가 제시되지 않은 채, 각국에서 다양하게

정의 및 분류하고 있다.

사전적 의미로는 “인간과 비슷한 형태를 가지고 걷기도 하고

말하기도 하는 기계장치” 또는 “어떤 작업이나 조작을 자동적으로 하는

기계장치” 등으로 정의하고 있다. 그러나 이는 단편적 정의로 공장에서

부품 조립에 사용되는 로봇 팔부터 공상과학 영화나 만화에 등장하는

것까지 모두 포괄하는 것은 무리가 따른다고 볼 수 있다.

미국 로봇협회 RIS(USA Robotic Industries Association), 일본

로봇협회 JIRA(Japan Industrial Robot Association), 세계로봇연맹

IFR1) 등에서 각기 다른 정의를 내리고 있지만 대체로 재프로그램이

가능하고 자동화된 기계라는 개념을 포함하고 있다.

1) IFR(International Ferderation of Robotics) : 1987년 설립된 국제로봇연맹. 17개국 19개 기관이 주회원으로 활동


이와같이 각 기관에 따라 다양한 정의를 내리고 있으며, 분류

방법도 매우 다양하지만 가장 일반적인 방법은 용도에 따른 분류를

기준하고 있다. 특히 세계로봇연맹 IFR에서는 용도에 따라 산업용과

서비스용으로 크게 분류하고 있으며, 서비스용은 다시 전문 서비스용

로봇과 개인 서비스용 로봇으로 나누고 있다. 반면 산업용 로봇은 주로

제조업에서 사용되고 있으며, 용접, 도장과 같이 작업환경이 열악하고

노동의 숙련도를 필요로 하는 곳이나 반도체 소재의 가공, 심해 잠수,

우주 공간에서의 작업 등과 같이 인간의 능력을 넘어서는 환경에서

인간이 수행 불가능한 작업을 처리하기 위해 사용된다. 또 전문

서비스용 로봇은 청소, 의료, 군사 등의 특수 목적을 가진 로봇으로

구분되고, 개인 서비스용 로봇은 우리의 일상생활 속에서 다양한

서비스를 제공하는 로봇으로 구분될 수 있다.

기관 정의

Wikipedia사람과 유사한 모습과 기능을 가진 기계 또는 스스로 어떤 것을 작동시킬 수 있

는 능력을 가진 기계

RIA다양한 작업수행을 하도록 프로그램 되어있는 동작을 통해 재료, 부품, 기구 또

는 특별한 설비를 이동시키도록 재프로그램이 가능한 다목적 기계장치

JIRA감각과 인식 기능을 갖고 그 자신의 행동을 제어하는 인간의 팔과 유사한 다양한

운동을 수행할 수 있는 기계

IFR산업 로봇

고정되어 있거나 움직이는 것으로 산업 자동화 분야에 사용되며

자동으로 제어되고, 재프로그램 할 수 있는 다목적 3축 또는 그

이상의 축을 가진 자동조정장치

서비스 로봇제조 작업을 제외한 인간과 장비에 유용한 서비스를 제공하는 반

자동 또는 전자동으로 작동하는 로봇

한국

지식경제부

2008년 3월 제정된 지능형 로봇개발 촉진법 : 지능형 로봇이란 외부 환경을 스

스로 인식하고 상황을 판단하여 자율적으로 동작하는 기계장치

ISO 8373

산업용 로봇은 고정 또는 유연성 있게 이동하면서 자동제어 및 재프로그램을 할

수 있고 다용도로 사용할 수 있는 장치로 3축 또는 그 이상의 축으로 조종하는

프로그램 가능 장치

>>표 1-2 로봇의 정의


자료. IFR, World robotics

현재 국내 로봇산업은 명확한 분류체계와 통계가 구축되어 있지

않은 실정이며, 통계청의 한국표준산업분류 체계의 산업용 로봇과

관련한 분류 코드(29280)만 분류되어 있고, 향후 높은 성장이 예상되는

서비스로봇에 대한 분류가 제외되어 있는 상태이다. 따라서 2007년

1월 로봇산업의 분류체계를 마련코자 산업자원부는 정보통신부, 통계청

및 분야별 전문가들로 구성된 그룹을 통해 로봇산업 분류체계를 마련,

로봇산업의 승인통계(통계청 승인 제37302호)를 마련하였다.

그후 2012년 로봇산업협회에서 새로 개정한 로봇산업 분류체계에

따르면, 로봇산업군에는 기존의 로봇단품 및 부품을 제조/유통하는

제조용 로봇, 개인 서비스로봇, 전문 서비스로봇, 로봇단품 및 부품

외에 로봇시스템, 로봇 임베디드, 로봇 콘텐츠, 로봇 서비스 등도

포함되도록 로봇산업의 정의를 새롭게 하였다.

로봇산업을 크게 개인서비스용 로봇, 전문서비스용 로봇, 제조용

로봇, 네트워크 로봇, 로봇부품 및 부분품 등 대분류 7(4)개, 중분류

48(28)개, 소분류 229(137)개 항목으로 구분하였다. 그리고 제조업을

중심으로 로봇관련 제품 및 부품을 생산하는 180개 기업을 처음

대상으로 로봇산업 실태조사가 2006년부터 매년 실시하여 오고 있다.

특히 2012년부터는 기존분류보다 세분화한 신분류체계를 적용한

실태조사가 실시되고 있다.

구분 대분류 중분류 종류

로봇

서비스 로봇

개인용 로봇

애완용 로봇

청소/경비 로봇

교육 로봇 등

전문 로봇

공공서비스

로봇

의료 로봇

안내 로봇 등

극한 작업 로봇재난구조 로봇

원천 로봇 등

산업용 로봇용접/도장 로봇

핸들링 로봇 등

>> 표 1-3 국제로봇연맹 IFR의 로봇 분류


12

자료. 한국로봇산업협회(2012)

로봇산업의 성장 배경

인구 노령화

인구의 노령화는 전세계 선진국에서 공통적으로 발생하고 있는

현상이며, 이와 더불어 예측 수명도 길어지고 있다. 이러한 노령화

사회에서는 사회복지, 노인 부양과 함께 생산인구 감소에 따른 노동력

부족이 점차 심화되어 가는 문제이다. 로봇은 이러한 노동력 부족을

대체할 수 있는 대안으로 이미 산업 현장에서 인간이 하기 어렵거나 힘든

일들을 대신해 가고 있다. 로봇 기술의 발전은 생산현장에서 노동력

대체를 빠르게 진행해 오면서 로봇 활용의 지속적인 영역 확대가 점차

이루지면서, 우리 일상생활과 가정생활까지 로봇을 활용하는 방향으로

전개되고 있다. 향후 전문서비스용 로봇과 개인서비스용 로봇들이

산업용 로봇보다 크게 성장할 것으로 전망되며 보다 많은 다양한

분야에서 사람을 대신하는 노동력을 대체할 수 있는 솔루션으로서의

역할을 기대하고 있다.

특히 우리나라는 노령화 현상이 다른 선진국보다 훨씬 빠르게

진행되고 있어 로봇의 역할이 무엇보다 기대되고 있다.

분류

제조업용

로봇

(산업용 로봇)

서비스 로봇

로봇 부품

및 부분품로봇 시스템

로봇

임베

디드

로봇 서비스전문

서비스용

개인

서비스용

품목

(용도)

이적재

공작물착탈

용접

조립분해

가공표면처리

바이오공정

시험 검사

빌딩

사회안전

(극한작업)

의료

사회인프라

군사

농림어업

엔터테인먼트

가사

헬스케어

여가지원

교육 및

연구

구조부품

구동부품

센싱부품

제어부품

소프트웨어

제조용

로봇시스템

로봇기반

생산시스템

전문서비스

로봇시스템

교통

가전

헬스

IT

국방

의료

건설

로봇판매

음식점 정보서비스

로봇임대

로봇 과학 및 기술

로봇 시설관리 및

사업지원

로봇교육

보건 사회복지

로봇 예술,

스포츠

로봇수리

>> 표 1-4 국내 로봇 분류체계


우리나라 노년층 인구(65세 이상)는 2020년에 전체인구의 15.0%를

넘어설 전망이며, 노년층 인구 증가는 생산가능 인구의 비율 하락으로

이어지고 노동력의 부족 잠재 성장률을 떨어뜨려 성장견인력을 위협하는

결과를 가져오게 된다. 뿐만 아니라 인구성장률이 2030년 이후,

마이너스로 돌아서게 되면서 이러한 문제는 한층 가중될 것으로 전망된다.

또한 노동력 감소는 자칫 외국인 노동자 증가를 불러 오거나 불법

이민자들의 증가를 가져오게 되는 사회적 문제를 유발할 수 있다.

이러한 상황에서 사람의 일을 대신해 주는 존재로서의 로봇은 노동력

부족으로 인한 생산성 저하를 극복하는 대안으로 기대를 받으며 향후

국내의 로봇산업 성장을 이끌어 갈 것으로 예측하고 있다. 이러한

예측은 <표 1-6>과 <그림 1-1>을 보면 앞으로 로봇 도입은 시간의

편차만 조금 있을 뿐 필연적임을 알 수 있다.

항목 성장 요인

생산근로자 부족

경제성장으로 인한 수요 과잉

고학력시대 진입

3D 기피현상

노인인구 증가 및 노동력 감소

생산성 향상

국제경쟁력 강화

원자재 가격상승

고부가가치 산업지향

경제성 향상응용소프트웨어 기술 발전

기계, 전자, 정보기술의 발전

>> 표 1-5 로봇산업 시장 성장 요인

구분 제조용 로봇 서비스 로봇

기반 기술 전기, 전자, 기계 IT, 메카트로닉스, 가전

핵심 요인 신뢰성, 경험과 분석 보급형 창의와 통합

생산 방식 소품종, 주문 생산 다품종, 중대량 생산

시장 형태 자동차, 반도체 공장 등의 한정된 시장 형태 가정, 병원, 빌딩 등의 인간생활 모든 분야

적용 분야 제조업 분야서비스 필드분야까지 파급

전산업분야에 영향을 미침

>> 표 1-6 로봇 산업의 특성


자료. 통계청(2013)

2)

자료. KDI

노동시장 변화

급격한 고령화가 노동시장에 미치게 될 주요 사항을 꼽아보면,

노동력 부족, 생산성 저하, 세대 간 일자리 경합 등을 들 수 있다.

특히 우리나라는 세계적으로 가장 빠른 노령화 속도를 보이고 있다는

점이 주목해야 할 부분인 것이다. 노년인구가 14%에서 20%로

증가하는데, 9년으로 세계에서 가장 빠른 속도를 보이고 있다. 이는

우리가 초고령화 현상에 대해 적절하게 준비해야 되기 때문에 이에

따른 대비책인 노동력 부족과 노인 부양이라는 두 가지 관점이 우리

사회에 주요 과제로 떠오르고 있다. 이러한 사회적 특성은 다른

나라와는 차별성을 갖고 문제 해결에 접근해 가야 하는 것이다. 바로

2) 총생산성요소

>> 그림 1-1 우리나라 인구 및 인구성장률

기간 성장률성장요인별 기여도

취업지수 인적자본 자본소득 TPF12)

2010-2020 4.21 0.31 0.62 1.79 1.5

2020-2030 2.91 -0.41 0.52 1.32 1.5

총인구(천명)

총인구 인구성장률

55,000

50,000

45,000

40,000

35,000

30,000

25,000

3

2

1

0

-11970 1980 1990 2000 2010 2012 2015 2020 2025 2030 2040 2050

성장률(%)

>> 표 1-7 성장 요인별 기여도


이 부분 때문에 서비스 로봇을 포함한 지능형 로봇이 중요할 것으로

생각되는 부분이다. 향후 노동력 부족은 현재까지의 제조 로봇의

개발과 도입으로 어느 정도 극복할 수 있을 것으로 보이지만, 고령화와

장수명화로 인한 노인 부양(케어)은 새로이 해결해야 할 과제인

것이다. 특히 우리나라의 기대 수명은 매년 늘어나고 있어 짧은 기간에

노인인구 비율이 높아질 전망이다.

현재 가정에서 인력으로 처리되고 있는 일들을 대신할 수 있으며,

노인들을 돌보거나 함께 동거하며 감정교환을 나눌 수 있는 상대로서의

역할을 하는 로봇 시장이 앞으로 크게 성장할 수 있을 것으로 전망되고

있다. 우리나라와 같이 가장 빠른 노령화 속도를 보이는 일본이

휴머노이드 로봇을 등장시키기 위해 적극적인 연구 개발을 해가고 있는

것과 미국을 비롯한 유럽이 로봇 연구 개발을 각각 차별화된 형태의

모습으로 바꾸어 가는 것도 향후 시장 진입에 대한 특성과 전략을

염두에 두고 있는 것으로 볼 수 있다.

자료. 일본 국립사회보장 인구문제연구소, 인구통계자료집(2010)

출생 기대수명

(195개국)

60세후 기대

(195개국)

건강 기대

(177개국)

60>인구비율

(195개국) 2012년

60>인구비율

(195개국) 2050년

한국 81(19) 23(21) 68(28) 16.7(55) 38.9(6)

일본 84(1) 26(1) 75(1) 31.6(1) 41.5(1)

영국 80(22) 23(25) 71(13) 23(20) 29.6(63)

이탈리아 82(6) 24(7) 73(2) 27(2) 38.4(7)

프랑스 82(9) 25(4) 72(8) 23.7(13) 30.5(56)

미국 79(39) 23(33) 69(25) 19.1(39) 26.6(81)

캐나다 81(14) 24(11) 72(8) 20.8(30) 31(51)

스웨덴 82(10) 24(13) 73(2) 25.4(5) 30.6(55)

>> 표 1-8 주요국의 고령화 속도(65세 기준)


자료. 통계청(2013)

자료. 국제헬프에이지 http://www.helpage.org/global-agewatch/ (2013.9)

노후 생활의 인식 변화

현재 우리나라 노인들과 머지않아 고령화에 도달하게 될

베이비부머들의 노후에 대한 인식변화는 앞으로 많은 생활의 패턴과

변화를 불러오게 될 것으로 생각되며, 이 가운데 베이비부머들은

자신의 모든 생활을 자식이나 타인이 아닌 스스로 해결하려는 의지를

가지고 있어 실버 케어용 로봇과 생활보조 로봇의 수요 증가가

긍정적으로 생각된다.

과거에는 은퇴 이후의 생활은 자녀들이 책임지는 것이 일반적이었지만,

>> 그림 1-2 연령 계층별 인구 구성비

100

50

0

100

50

0

(%) (%)

1970 1980 1990 2000 2010 2011 2020 2030 2040 2050 2060

0~14세 15~64세 65세 이상

출생 기대수명 60세후 기대 건강 기대 60>인구비율 60>인구비율

(195개국) (195개국) (177개국)(195개국) 2012년

(195개국) 2050년

한국 81(19) 23(21) 68(28) 16.7(55) 38.9(6)

일본 84(1) 26(1) 75(1) 31.6(1) 41.5(1)

영국 80(22) 23(25) 71(13) 23(20) 29.6(63)

이탈리아 82(6) 24(7) 73(2) 27(2) 38.4(7)

프랑스 82(9) 25(4) 72(8) 23.7(13) 30.5(56)

미국 79(39) 23(33) 69(25) 19.1(39) 26.6(81)

캐나다 81(14) 24(11) 72(8) 20.8(30) 31(51)

스웨덴 82(10) 24(13) 73(2) 25.4(5) 30.6(55)

>> 표 1-9 각국의 기대수명과 노령인구 비율(랭킹순위)


최근에는 사회적 인식 변화와 젊은 층의 결혼과 자녀에 대한 생각,

그리고 생활방식 및 패턴이 바뀌면서 노후에 자식과 함께 보내려는

사람들의 비중이 크게 감소하고 있다. 실제 통계청의 조사는 이러한

인식 변화를 실제로 보여주고 있으며, 건강이 악화되는 경우, 자녀와

살고 싶어하는 비율이 배우자가 없는 경우에도 20% 정도에 그치고 있어,

노후를 자녀에게 의존하던 기존의 인식이 크게 변화된 것을 볼 수 있다.

특히 배우자가 없는 경우에도 요양시설에 들어가서 살고 싶다는

경우가 거의 절반에 달하고 있음은 향후 관련 산업의 큰 성장이

예측된다. 따라서 이러한 노인요양시설이나 노인 1인 가구에서 간단한

심부름이나 운동보조, 대화 상대에 이르기까지 노인들을 지원해 줄

다양한 종류의 로봇 수요가 확대될 전망이다.

특별히 요양시설인 경우에는 집합체라는 특성과 정부의 지원책을

감안한다면 생각보다 빠르게 신규 관련 로봇시장이 열릴 수도

있다. 반면 개인용 로봇은 다소 늦게 시장이 열릴 것으로 예측되고

있다.그러나 이러한 로봇 도입의 열쇠는 결국 실용적인 가격과 사용의

편리성 및 A/S라 볼 수 있으며, 이를 앞당기는 요소는 기술혁신과

지속적인 연구개발이라고 볼 수 있다.

1인 가구 증가

점차 증가하고 있는 1인 가구는 서비스용 로봇 수요를 이끌어갈

것으로 예측되고 있다. 우리나라는 앞으로 1인 가구수가 지속적으로

증가하여 2010년에 전체 1,136만 가구 가운데 약 415만 가구,

2035년에는 전체 2,260만 가구 가운데 760만 가구에 이를 전망이다.

1인 가구 증가는 스스로 가사일을 하지 않으면 다른 사람이 대신

해 줄 수 없다는 점에서 가사 노동을 대신할 존재에 대한 욕구가 점점

증가하게 될 것으로 예측된다. 또한 독거 인구의 증가는 그 안에서

정서적으로 교감할 수 있는 대상을 찾고자 하는 경향이 비교적 강하게


작용하기 때문에 애완용 로봇을 포함한 애듀테인먼트 로봇3) 등 가정용

로봇에 대한 수요가 1인 가구를 중심으로 발생하게 될 것으로 전망된다.

따라서 이러한 1인 가구의 증가는 단순한 인구 노령화의 결과만이

아니라 지난 몇 년간의 인구주택 총조사에서 보더라도 노령화 1인

가구뿐만 아니라 젊은 층의 30~40대에서 큰 폭의 증가세를 보여주고

있다. 이는 이혼과 직장문제로 인한 별거가 큰 원인으로 파악되고 있다.

이러한 사회적 현상은 앞으로도 계속될 것으로 예상되기 때문에 1인

가구 증가는 어쩔 수 없는 사회적 현상의 결과로 나타나게 될 전망이다.

그리고 이러한 1인 가구를 구성하는 젊은 층과 어느 정도 경제력을 갖고

있는 베이비부머들은 새로운 문화를 받아들이는 데 그다지 큰 저항감을

갖고 있지 않다는 점과 어느 정도 소비욕구를 충족하려는 성향을 갖고

있다는 점을 특징으로 들 수 있어, 이러한 로봇문화와 시장이 확대되어

가는 것에 긍정적으로 작용하게 될 것으로 전망된다.

자료. 통계청(2013)

기술발전과 지원책

로봇은 센서, 제어기, 구동기, 기계구조 등으로 구성되어 이루어지지만

기계, 전자, 정보, 생물, 생체공학 등 다양한 기술의 융합을 필요로

한다. 오늘날 로봇은 새로운 시장을 개척하는 혁신성과 다른 과학기술과

접합되는 융합성을 갖고 있다. 최근 지능형 선진 로봇은 기계, 전기,

3) 교육용 로봇과 같은 의미(범위)로 사용

>> 그림 1-3 1인 가구 증가 추이와 예측

0

1

2

3

4

5

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

1인가구수(백만가구 )

4

5

6

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2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

2033

2034

2035

1 인 가구수(백만가구 )


전자, 제어 등의 융합된 메카트로닉스 기술의 첨병으로 IT, BT, NT,

CT 등 신기술에 대한 막대한 국가적 투자를 산업화로 연계시키기 위한

시스템 기술 및 생산기술을 제공해 줌으로, 사람의 한계를 넘어 경쟁력

있는 생산기술을 만들어 낼 수 있을 뿐만 아니라 이를 통한 고부가가치

생산구조로의 발전을 이끌어 갈 수 있을 것으로 전망하고 있다.

1920년대에 로봇이란 단어가 등장한 이래, 지금까지 여러 종류의

현대적 로봇이 만들어져 왔다. 그러나 아직 우리 주변에 쉽게 만날

수 없는 이유는 아직도 우리가 요구하는 수준의 핵심니즈들을 충분히

만족시키지 못하였으며, 가격이 고가이기 때문이다. 그러나 1970년

이후 선진 각국에서 현대적 로봇 생산을 위한 연구와 투자가 끊임없이

이루어져 왔으며, 이로 인해서 다양한 주변 산업들이 동반하여

발전하였다. 마치 군사적 목적이나 연구실에서 제한적으로 사용되던

컴퓨터가 1980년대에 들어와 일반 개인이나 사무실에서도 구입하여

사용할 수 있는 가격의 개인용 컴퓨터(PC)가 등장하면서 많은

분야에서 PC 혁명을 불러일으켰다. 또한 1973년에 등장한 휴대폰이

2000년대에 들어오면서부터 오늘에 이르기까지 40여년 동안 많은

분야에 동반성장을 해 오면서 수많은 기업이 나타났다가 사라졌다.

개인용 컴퓨터는 애플, 마이크로소프트 등 거대 기업을 만들어 내었고,

휴대폰은 애플과 삼성전자라는 거대 기업을 만들어 내었다. 그러므로

로봇 분야도 머지않은 장래에 이와같은 혁명과 함께 거대기업이

출현하게 될 것으로 보여진다. 앞으로의 로봇 출현은 곧 가격 혁명으로

출발하게 될 것으로 예측되며, 가격 혁명은 기술발전의 기초 없이

이루어질 수 없을 것이다.

이러한 전후방 산업에 많은 영향력을 미치게 될 로봇 산업 발전을

위해 여러 선진각국들은 다양한 전략과 지원을 통해 연구 개발과

성장동력을 이끌어 내기 위한 지속적 노력을 진행시키고 있다. 따라서

머지않은 장래에 몇 백만 원대의 생활로봇이 우리 앞에 등장하게 될

것으로 보인다.


로봇산업에 우리나라를 비롯한 미국, EU, 일본 등 선도국들을

중심으로 기술개발 및 산업 육성을 위한 적극적 진흥정책을 발표하고

지속적인 각국의 정부투자가 활발하게 이루어지고 있다.

미국은 제조산업 활성화 정책의 일환으로 제조로봇(Co-Robot) 분야

신규 투자를 발표하였으며, EU는 프레임워크 프로그램(FP)을 통해

전문서비스 및 사회안전 분야 로봇에 집중투자하고 있다. 또한 일본은

경제산업성과 대기업이 주축이 되어 생활지원 서비스로봇 시장 선점을

위해서 미래 로봇산업을 선도해 나가기 위한 선택과 집중의 정책적

지원을 지속하고 있다.



자료. 한국로봇융합연구원, KISTI 재작성

국내 정책 동향

정부는 10대 차세대 성장동력 산업으로 지능형로봇산업을

선정(2003)하고, 지능형로봇산업 비전 및 발전전략 수립(2005),

세계 최초로 “지능형로봇 개발 및 보급 촉진법”을 제정해(2008) 로봇

품질인증제(청소로봇, 2010), 우수기업 육성을 위한 전문기업 지정제

등 로봇산업 진흥 관련 제도를 마련하였다.

구분 한국 미국 일본 EU

주관 산업통상자원부과학기술위원회

(NSTC)경제산업성 유럽의회(EC)

관련부처

보건복지부, 교육부, 국토교통부, 해양수산부, 미래창조과학부, 국방부, 고용노동부, 문화체육관광부,

소방방재청, 농촌진흥청 등

국방부, NASA, 농림부, 에너지부, 보건복지부

문부과학성, 총무성, 총무소방청, 농림수산성, 국토

교통성, 후생노동성

법, 계획

지능형로봇 개발 및 보급촉진법(‘08)

제1차 지능형로봇 기본계획(‘09)

National RoboticsInitiative(‘12)

과학기술기본계획 혁신기술개발전략

(상위계획에 로봇 포함)

Framework Programme- Information and Communication

Technologies(ICT)

비전, 로드맵

지능형로봇산업비전 및 발전전략(‘05)

산업기술로드맵(’11) 2022 로봇 미래전략(‘12)

A Roadmap for US Robotics From Internet to

Robotics(‘13)기술전략맵(‘10)

Robotics for Healthcare(‘08)

Robotics Vision to 2020 and beyond(‘09)

국책사업산업융합원천기술개발사업,시범사업, 21C 프론티어사업,

부처별 개별사업

NRI 사업, 로봇기술 개발 및 보급 사업,

각 부처별 개별사업

이노베이션프로그램,생활지원로봇실용화 프로

젝트,부처별 개별 사업

European RoboticsPlatform-industrial, service,

security/space (‘05)

R&D 특성

정부+중소기업 주도 전 방위 기술개발

국방, 우주 등 폐쇄적 R&D과 원천기술 개발 제조로봇(Co-Robot)

재추진

정부+대기업 주도 시장선점 목표분야

단계별 지원(생활지원서비스로봇: 원천~보급)

전문서비스 및 사회안전분야 집중 투자

중소기업용 제조로봇 강조

주요 연구기관

KIST, KIMM, ETRI,KETI, KIRO, KITECH 등

DARPA,ONR(해양특화) NASA소관 연구기관

NSF NIH

AIST JAMSTEC(해양특화)

JAXA(우주로봇)

독일(DLR, 프라운호퍼) 영국(지능형자동화 제조

혁신센터) 프랑스(CNRS,UM2-

LIRMM)

>> 표 2-1 주요 선도국 로봇 분야 정책 비교


자료. 산업통상자원부

정부는 ‘제1차 지능형로봇 기본계획’ 수립(2009)을 통해 지능형

로봇산업의 비전 및 핵심 전략을 발표하고, ‘2011 산업기술로드맵-

신산업 로봇’을 만들어 유망 로봇별 기술개발 로드맵을 제시하였다.

그리고 향후 10년(2013~2022년)의 미래상과 주요 실천과제 등을

담은 ‘2022 로봇 미래전략(2012)’을 수립하였다. 로봇 미래전략(2013-

2022)에는 인간-로봇 공존 커뮤니티 구축을 위한 RT 4대 도전

과제(Challenge Project) 추진으로 ‘로봇강국 코리아’를 달성하는 것을

주안점으로 하고 있다.

국내 로봇개발은 로봇기술의 융합성과 구현기술(enabling technology)적 특성,

높은 산업적 활용도(제조용 로봇)로 인해 단일 정부출연연구기관 주도 방식이

아닌 관련된 여러 기관의 참여로 진행되고 있다. 그 중에서도 6대 대표 연구기관이

주도적으로 연구개발에 참여하고 있는데, 그들은 한국생산기술연구원(KITECH),

한국전자통신연구원(ETRI), 한국과학기술연구원(KIST), 한국기계연구원(KIMM),

한국전자부품연구원(KETI), 한국로봇융합연구원(KIRO)이다. 다만, 원자력로봇은

한국원자력연구원(KAERI)이, 해양탐사로봇은 한국해양과학기술원(KIOST)이

>> 그림 2-1 국내 정책 개요

국책사업

주관부처

관련부처

법 , 계획 등

비전 , 로드맵

투자규모 (‘13)

주요연구기관

R&D 특성

산업융합원천기술개발사업, 로봇 시범사업, 21C

프로티어사업, 부처별 개별 사업

보건복지부 , 교육부, 국토교통부, 해양수산부 ,

미래창조과학부, 국방부, 고용노동부 , 문화체

육관광부, 소방방재청, 농촌진흥청

-지능형로봇개발 및 보급촉진법 (‘08)

-제 1 차 지능형 로봇기번계획 (‘09)

-지능형로봇산업비전 및 발전전략(‘05)

-산업기술로드맵 (‘11)

-2022 로봇 미래전략 (‘12)

약 1,635억 원

KIST, KIMM, ETRI, KETI, KIRO, KITECH 등

-정부 + 중소기업 주도

-전방위 기술개발

산업통상자원부


주도적으로 개발을 맡고 있다.

제조용 로봇 수요가 지배적이었던 기존 시장의 수요 다변화 추세로

주관부처는 관련 산학연관의 역량 결집과 로봇 확산을 위한 대안

모색에 주력하고 있다. 그리고 고령자 장애인 지원을 위한 의료/

재활로봇, 해양개발에 필요한 로봇(수중건설, 해저탐사 등), 농업용

로봇 등 공공수요에 대응하기 위한 로봇개발의 필요성과 수요가

대두하고 있다는 점도 지적되고 있다. 또한 분야별 수요 파악 발굴을

위한 로봇융합포럼(8대 분과) 운영, 연구역량 및 자원배분의 효율성

제고를 위한 로봇연구기관협의체(6대 로봇 연구기관 대상) 마련,

정부의 공공수요 대응 및 부처간 중복투자의 방지, 제도 개선을 위한

범부처 로봇정책협의회도 운영되고 있다.

자료. 한국로봇융합연구원

정부는 최근 2013년도 ‘제1차 범부처 로봇산업정책협의회’를 열고

시장 창출형 로봇보급 및 인력양성 등을 위해 올해에만 1,635억

원의 예산을 지원한다고 밝힌 바 있다. 그리고 ‘지능형 로봇 2013년

>> 그림 2-2 국내 로봇 정책 주요 변화(1981~2012)


실행계획’과 관련하여 지난 2009년 제1차 지능형로봇 기본계획

수립 이후 매년 1,200억~1,740억 원 규모의 정부지원금을 토대로

2009~2011년까지 3년 동안 고용은 2배, 수출은 5배가 각각

증가시켰다고 평가하고 있으며, 금년에 발표될 ‘제2차 지능로봇

기본계획(2014~2018)’의 내용이 로봇산업의 위상 재설정에 초점이

맞춰진다. 특히 부처간 협업과 산업간 융합을 통해 로봇의 활용범위를

확대시키겠다는 정책 의지가 담길 전망이며, 최근 산업통상자원부

등 15개 유관부처 로봇정책 담당자들이 참석한 가운데 ‘2013년도

제1차 범부처 로봇산업정책협의회’를 열고 2014년부터 시작되는

제2차 지능로봇 기본계획에 대한 방향은 우선 신산업 육성과 신시장

창출을 목표로 했던 1차 기본계획을 보완하여 새 정부가 추구하는

창조경제의 주역으로서 미래 로봇산업의 위상을 재설정할 계획이다.

특히 2차 기본계획에 미래 수요에 따른 실질적인 비즈니스 창출형

로봇을 개발하고 글로벌 무대에서 활동할 중소 중견기업을 육성한다는

내용을 골자로, 부처간, 산업간 개방형 협업을 통해 로봇제품 및 융합된

서비스를 본격화 할 계획을 내 놓을 예정이다.

구분 추진과제주관

부처

예산(단위 : 억원)

‘11년 ‘12년 ‘13년

1. 원천

기술

융합

제품

개발

발촉

■ 로봇산업원천기술개발 산업부 699 685 689

■ 첨단융합기술개발사업 미래부 71 65.9 70

■ 중견연구자지원사업 미래부 18.7 19.7 24.7

■ 현실과 기상의 통합을 위한 인체감응 미래부 100 100 100

■ 농식품용 로봇 바이오 융합기술 개발 농림부 8.7 12.5 13

■ 장애인을 위한 재활 및 보조로봇 개발 보급 복지부 2.1 1.8 0.7

■ 재활로봇 중개 연구 복지부 - - 30

■ 기능성 덕트 크리닝 로봇 개발 환경부 9.8 9.3 9.2

■ 석면함유 건축자재 제거로봇 개발 환경부 - - 4

■ 다관절 복합이동 해저로봇 개발 해수부 30 38 42

>> 표 2-2 지능형 로봇 2013 실행계획 부처별 과제


구분 추진과제주관

부처

예산(단위 : 억원)

‘11년 ‘12년 ‘13년

■ 해양개발용 수중건설 로봇 개발 해수부 - - 20

■ 국방분야 지능형 로봇 발전방향 방사청 - - -

■ 첨단 농업용 로봇 센서기술 개발 농진청 4.5 4.4 4.5

■ 농작업의 자동화 로봇화 기술 개발 농진청 15.7 4.8 4.9

■ 동 식물 생산공정시스템 개발 농진청 50 36.6 34

■ 로봇분야 중소기업의 기술개발 촉진 중기청 21 31 33

■ 지능형 로봇분야 민간 IP-R&D 전략지원사업 특허청 4.2 1.6 2.4

■ 지능형 로봇분야 국가 R&D 특허기술동향조사사업 특허청 3.2 3.2 3.2

■ 국내 로봇산업 지재권 분야 지원사업 특허청 0.15 0.2 0.2

소 계 1038.05 1014.0 1084.8

2. 로봇

시장

규모

확대

지원

■ 지능형로봇 시범보급사업 산업부 310 224 190

■ 교육용 로봇 시범보급사업 교육부 30 20 6

■ 중소제조용 로봇 시범보급사업 산업부 50 38.97 15

■ 상관망 로봇 시범보급사업 환경부 25 8 8

■ 소방용 로봇 시범보급사업 방재청 25 2.58 5

■ 문화 관광용 로봇 시범보급사업 문광부 - 22 10

■ 의료 재활용 로봇 시범보급사업 복지부 - 16 7.5

■ 농업용 로봇 시범보급사업 농진청 - 18 10

■ 로봇부품 시범보급사업 산업부 - - 12

■ 조경로봇 시범보급사업 방사청 - - 14

■ 조류퇴치용 시범보급사업 국방부 - - 15

■ 로봇랜드 조성사업 산업부 182 36 -

■ 로봇기반교육 사업 추진 교육부 10 6 5

소 계 502 266 195

3. 산업

인프라

확충

■ 융복합형 로봇전문인력 양성 산업부 39 44 44

■ 로봇 창의 복지사업 산업부 - - 5

■ 국제협력을 통한 로봇산업 글로벌화 산업부 - - 3

■ 지능형 로봇 전문기업 지정 및 육성 산업부 - - 0.5

■ 로봇제품 품질신뢰성 강화 산업부 9 9 7

■ 세계 최고의 권위있는 경진대회 육성 산업부 2.5 2.5 3.5

■ 로봇 상설홍보체험관 운영 산업부 10 7.54 7.54

■ 로봇산업 통계 시장전망 내실화 산업부 0.5 0.5 0.65

■ 로봇산업클러스터 조성 산업부 - 82 140.24

■ 한국로봇산업진흥원 운영 산업부 30.64 41.53 140.54

소 계 91.64 187.07 351.97

4. 범국 가적 협력체계구축

■ 로봇융합포럼 운영 산업부 1 1.2 1.2

소 계 1 1.2 1.2

합 계 1632.69 1468.27 1632.97

자료. 산업통상자원부(2013)


국외 정책 동향

미국

미국은 달러 규모로 아직까지 전세계에서 가장 큰 제조산업

시장이지만 독일, 한국, 일본 등에 비해 제조업 인구당 로봇 설치

비율이 극히 낮아 글로벌 경쟁을 위해 미국 제조산업의 로봇 설치가

필수라고 생각하고 있어 이에 대한 로봇 수요가 적어도 2016년까지

지속적으로 성장세를 이어갈 것으로 전망되고 있다. 이러한 추세를

반영하여 지난 2009년에 작성된 로봇 로드맵을 2013년 3월에

갱신하고, 크게 제조용 로봇, 헬스케어 및 의료용 로봇, 서비스 로봇,

우주용 로봇, 국방용 로봇 등 다섯 부분으로 나누어 개발을 추진하고

있다.

미국은 첨단 제조 파트너십(AMP: Advanced Manufacturing Partnership)

추진의 하나로 로봇 산업 육성을 위해 국가로봇계획(National Robotics

>> 그림 2-3 미국 로봇 정책 개요

국책사업

주관부처

관련부처

법, 계획 등

비전 , 로드맵

투자규모(‘11)

주요연구기관

R&D 특성

NRI 사업 , 로봇기술 개발 및 보급 사업 , 각 부처별개별사업

국방부 , NASA, 농림부, 에너지부, 보건복지부

National Robotics Initiatives(‘12)

A Roadmap for U.S. Robotics - From

Internet to Robotics(‘13)

약 6,000 억 원

DARPA, ONR(해양특화),

NASA 소관 연구기관 , NSF, NIH 등

· 국방, 우주 등 폐쇄적 R&D와 원천기술 개발

· 첨단기술력 확보에 주력

· 제조로봇(Co -Robot) 재추진

과학기술위원회 (NSTC)


Initiative, NRI)을 발표(2011.06)하고 제조로봇(Co-Robot) 개발을

지속적으로 추진해 오고 있다. 인간이 하기 힘든 일을 수행하는 Co-

Robot(사람과 거리를 둔 기존 제조용 로봇과 달리, 인간과 함께 일하며

인간의 능력을 증대시킬 수 있는 로봇) 개발을 통해 개인 혹은 집단을

보조하고 삶의 질을 향상시키는 것을 목표로 국가과학재단(NSF),

국립보건원(NIH), NASA, 농림부(USDA) 4개 부처에서 투자하고 있다.

그리고 제조업분야 노동자, 헬스케어 서비스 제공자, 군인, 외과의사 및

우주비행사 등을 근거리에서 보조하는 로봇 기술과 플랫폼 개발을 추진

중이다.

자료. NIR, 2012

자료. NIR, 2012

미국은 크게 부처별로 로봇 R&D를 추진하고 있으며, 그 예산 및

처리도 독립적으로 운영하고 있다.

>> 그림 2-4 NSF의 로봇개발 투자 비용

Cyber-Physical Systems

Trans-Disciplinary, Real Time Control, SE,

Networked

CISE

1,700 만 달러3,000 만 달러

5,000 만 달러

300만 달러

Robust Intelligence

National Robotics Initiative

Co-Robots

Smart Health

>> 그림 2-5 NRI의 주요 기술 분야 및 활용 분야


자료. 각 부처 예산 및 연구개발 계획서, 기관별 예산요구서 등

일본

일본은 오래 전부터 미국 다음으로 로봇개발을 추진해 온 나라로

많은 연구와 개발을 통해 가장 많은 산업현장에 로봇을 도입하였으며,

경제산업성이 주관하여 기술전략맵(‘10)을 통해 2025년까지 로봇도입

시나리오와 함께 주요 로봇기술을 제시하고 있다. 현재는 생활지원

로봇실용화 프로젝트가 진행되고 있으며 향후 기술적 선도를 위한

기반기술과 차세대 지능화 로봇 국제표준화를 추진할 계획이다.

자료. 각 부처 예산 및 연구개발 계획서, 기관별 예산요구서

핵심 프로그램 2010 2011 2012 ‘11/’12(%)

국방부(DOD)

Joint Robotics Program과 DARPA

로봇 관련 예산

(육해공 대형 무인기 분야 제외)

165.4 180.6 154.9 -14.23

항공우주청(NASA)우주탐사용 로봇시스템

(화성탐사로봇, 로보넛 등)152.9 127.5 204.4 60.3

국가과학재단(NSF)Information and intelligent systems(IIS)와

Emerging frontiers in Research & innovation(EFRI)192.2 192.3 230.6 19.9

국립보건원(NIH) 국가로봇공학계획(NRI) - - 20 -

합 계 510.5 500.4 609.9 21.9%

>> 표 2-3 미국의 로봇 R&D 예산 현황 (단위 : 백만달러)

>> 그림 2-6 일본 로봇 정책 개요

국책사업

주관부처

관련부처

법, 계획 등

비전, 로드맵

투자규모 (‘11)

주요연구기관

R&D 특성

이노베이션프로그램, 생활지원로봇실용화프로

젝트, 부처별 개별 사업

문부과학성, 농림수산성, 국토교통성 , 후생노

동성, 총무소방청, 총무성

· 과학기술기본계획

· 혁신기술개발전략

기술전략맵 (‘10)

약 1,000 억 원

AIST, JAMSTEC (해양특화 ), JAXA (우주로봇 ) 등

· 정부 + 대기업 주도

· 시장선점 목표분야단계별 지원 (생활지원서

비스로봇: 원천 ~보급 )

경제산업성


일본은 무엇보다 공공 복지분야 수요를 바탕으로 한 로봇 실용화를

목표로 기술개발-예비보급-보급 일반화의 단계별 맞춤 정책을 실행해

가고 있다. 특히 경제산업성 의 생활지원 로봇 실용화 프로젝트를

통한 로봇 실생활 보급은 <그림 2-7>과 같은 단계를 거쳐 순차적으로

진행하고 있다. 또한 개발된 제품을 대상으로 한 실증시험 및 보급

촉진 시범사업으로 R&D 참여 대기업, 중소기업의 시장 진출의

어려움과 불확실성을 경감시켜 주고, 표준 인증을 주도하도록 하여

세계시장 선점의 기회를 제공하고 있다.

일본의 로봇 R&D는 경제산업성과 대기업이 주도하고 있으며, 로봇

관련 예산은 1,000억 원(2011년) 이상의 규모인 것으로 추정되고 있다.

후쿠시마 원전사고를 계기로 재해 및 대형 사고에 대한 복구현장의 상황

파악, 장비 운반, 복구 활동 등을 지원하는 무인시스템 개발을 위해 ’재난

대응 무인화시스템 연구개발 프로젝트(‘12~’13, 경제산업성)‘가 추진되고

있다. 이 밖에도 문부과학성의 우주로봇 개발과 해양자원탐사 및

해양로봇 개발을 진행하고 있다. 2035년 9.7조 엔의 자국시장을 예측한

바 있다.

부처별 프로그램

경제산업성

차세대 로봇개발 프로그램('03~'07)

인간지원형 로봇실용화 프로젝트('05~'07)

서비스로봇 시장창출 지원사업('06~'07)

첨단 로봇 요소기술개발 프로젝트('06~'10)

기반 로봇기술 활용형 오픈 이노베이션 추진 프로젝트('08~'10)

차세대 로봇지능화 기술개발 프로젝트('08~'11)

생활지원 로봇 실용화 프로젝트('09~'13)

재해대응 무인화시스템 연구개발 프로젝트('12~'13)

>> 표 2-4 일본의 부처별 로봇사업 현황(2003~2012)

>> 그림 2-7 생활지원 로봇 프로젝트 추진 단계


부처별 프로그램

총무성네트워크 로봇기술 연구 개발('03~'07)

고령자/장애자를 위한 네트워크 로봇기술 연구개발('09~'12)

문무과학성

국제우주정거장 로봇팔(JEMRMS) 및 달 탐사용 휠타입 조사로봇 개발('10~'14)

원천기술 연구(뇌 컴퓨터 연구, 생물모방 운동 제어기술, 차세대 방재 기반기술 등)

이노베이션 프로그램을 통해 로봇 분야 기술개발 지원

해양 자원 탐사기기 개발 고도화(해양로봇)

국토교통성원격조작 로봇 등에 의한 IT 시공시스템 개발

수중로봇에 의한 작업과 감시에 관한 연구

총무소방청 소방방재로봇 연구개발('03~'07)

후생노동성

활동영역 확장 의료기기 개발연구('08~'10)

생활지원 로봇 실용화 프로젝트('09~'13)

복지용구, 간호로봇 실용화 지원사업

신체기능 해석 보조 대체 기기 개발 연구(화상 가이드 로봇 등 치료지원 기기개발)

농림수산성RT기술 활용 농업자동화 시스템 개발('10~'15)

차세대 농업기계 긴급개발 사업(경작 파종 로봇, 과채류 수확 로봇기술 개발 등)

자료. 일본 각 부처발표 정책 및 연구개발계획서

자료. 경제산업성(2010.4.23 발표)

유럽

EU는 유럽회의(EC)산하 로봇 관련 위원회 주관으로 중장기 계획

및 연구개발에 대한 전략을 수립하여 운영하고 있다. 참여기관은

유럽의 연구개발 전략 수립을 맡고 있는 JRC(Joint Research Center),

>> 그림 2-8 일본 로봇산업 성장 예측

100,000

80,000

60,000

40,000

20,000

0

2015년1.6조엔

2020년2.9조엔

2025년5.3조엔

2035년9.7조엔

2015 2020 2025 2035

억엔

서비스분야 농림수산분야 RT제품 제조분야


민용/군용 로봇관련 기업들로 구성된 EUROP(The European Robotics

Platform), 유럽 230여개 산학연으로 구성된 EURON(European

Robotics Research Network) 등이다. EU는 비전과 계획을 세워

연구개발 및 육성분야를 결정하고, 프레임워크 프로그램을 통해

연구개발을 지원하고 있으며, 유럽연합과 참여기관이 공동으로 자금을

출자하고 있다.

EU는 계획을 로봇활용 분야별로 5년/10년/20년으로 구분, 목표 및

주요 기술과제, 비연구개발 분야의 지원이 포함된 European Robotics

Technology Platform-industrial, service, security/space(2005)와

스마트 의료용 캡슐, 환자 모니터링 로봇, 지능형 진단 로봇을 활용한

치료, 로봇 수술에 대한 기술개발 로드맵이 포함된 Robotics for

Healthcare(2008)를 발표하여 추진하고 있다. 특히 2009년에 발표된

Robotics Visions to 2020 and beyond(2009) - The Strategic

Research Agenda for Robotics in Europe에는 활용분야별 기술 및

제품에 대한 구체적인 청사진이 나타나 있다.

EU 프레임워크 프로그램(FP)은 1984년에 시작하여 현재 FP7이

진행되고 있으며, 회원국과 준회원국을 포함하여 종 36개국의

연구개발을 지원하고 있다. PF7(2007~2013)에는 10대 핵심기술분야

중 정보통신기술(ICT: Information & Communication Technology)

속에 로봇이 포함되어 지원되고 있으며, FP6 대비 로봇분야에 대한

투자가 거의 2배 이상 증가되었고 첨단기술은 ICT 중 Future and

Emerging Technologies(FET)를 통해 지원되고 있다.


자료. 각 부처 예산 및 연구개발 계획서, 기관별 예산요구서

응용

시나리오작업로봇 협업로봇 물류로봇

정찰 및 위기

대응로봇

우주탐사 및

조사로봇

교육 오락용

로봇

산업용

-대형 제조로봇

- 통합공정관리로봇

-가변용이 제조셀

- 모바일매니퓰레이터

-인간형 조립로봇

-소형 제조로봇

- 후처리자동화

(리사이클링, 재가공)

- 산업용

보조로봇

-상품수송로봇

-인간수송로봇

전문

서비스용

-유지관리로봇

-산림 및

농업용 로봇

-광산작업 로봇

-전문청소로봇

-전문가용

보조로봇

-수술로봇

-재활로봇

-국경정찰로봇

-요충지방어용

로봇

- 인간 및 물품

보안검사 로봇

-험지환경

조사로봇

-수중로봇

- 모션시뮬레이터

-안내로봇

-로봇교사

-훈련로봇

가정용- 개인서비스용 로봇

-장애 보조로봇

-로봇친구

-장난감 로봇

보안 -보안 보조로봇 -재난관리

우주

-궤도로봇

에이전트

-탐사로봇

에이전트

-궤도 지원로봇

-탐사용 지원

로봇

-행성탐사

로봇

자료. Robotics Visions to 2020 and beyond(2009)

>> 그림 2-9 유럽 로봇 정책 개요

>> 표 2-5 EU 용도별 제품 비전


EU는 전문서비스, 사회안전 분야 및 중소기업용 제조로봇에 대한

투자를 확대하고 있으며, 프레임워크 프로그램(FP) ICT(정보통신기술)

도전과제(Challenge)를 통해 제조로봇의 경쟁력 강화, 인지시스템,

인간로봇 상호작용(HRI) 등 로봇 SW와 원천기술 개발에 주력하고

있다. 특히 인지분야에는 FP6에서 40개 프로젝트가 FP7에서는 53개

이상의 프로젝트를 지원하고 있다. 그러나 금년 신규사업에서는 ICT

for Ageing & Wellbeing 분야에서 로봇사업을 제외시켜 약 190 백만

유로의 예산을 축소시킨 것으로 알려지고 있다.


서비스로봇의 핵심

- HRI 기술 동향



- HRI 기술 동향


HRI 기술은 Human-Robot Interaction(인간-로봇 상호작용)의

약자로 각종 서비스로봇을 비롯한 제조용 로봇에도 기본적으로

사용된다. 특히 서비스로봇에 포함된 교육용 로봇은 이 HRI 기술을

기초로 하여 다양한 응용기술과 제품이 개발되고 있다. 따라서 HRI

기술은 선진각국에서 원천기술로 다루고 있으며, 활발한 연구개발이

이루어지고 있다.

HRI 기술이란?

인간과 로봇이 다양한 의사소통 채널을 통해 인지적/정서적

상호작용을 할 수 있도록 구현해 주는 기술이 바로 인간-로봇

상호작용(Human-Robot Interaction) 기술이다. 로봇에는 많은

첨단기술이 녹아있다. 우선 로봇이 인간과 상호작용을 하기 위해서는

물체와 환경, 얼굴, 동작, 감정, 문자인식 등이 가능한 ‘눈’이 있어야

하고, 또 음성을 인식할 수 있는 귀가 있어야 하고, 스스로 길을 찾거나

움직이기 위해서는 GPS 같은 위치감지 기능까지 적용이 되어야


- HRI 기술 동향


한다. 그리고 사람처럼 필요한 언어도 구사할 수 있어야 한다. 어느

것 하나 제대로 작동하지 않으면 인간과 상호작용을 하거나, 인간을

도울 수 있는 로봇이 되지 못한다. 이와같이 인간과 로봇이 다양한

의사소통 채널을 통해 인지적/정서적 상호작용을 할 수 있도록 구현해

주는 기술을 말한다. HRI 기술은 기계와 인터페이스를 설계하기

위해 인간의 지각 능력, 인지 능력, 행위 특성을 고려한다는 점에서

HCI(Human Computer Interaction) 기술과 비슷하나 로봇이

인간과의 자연스러운 의사소통 및 상호협력을 위해 사용자의 의도를

종합적으로 판단하고, 그에 맞는 반응 및 행동을 하기 위한 자율성,

상호작용의 양방향성, 상호작용 또는 제어 수준의 다양성 등에서 인간-

컴퓨터 상호작용(HCI)과는 커다란 차이가 있다.

HRI 기술의 구성

HRI 기술은 크게 인식(Perception)기술, 판단(Cognition)기술,

표현(Expression)기술의 3단계가 밀접하게 연계되어 수행될 때,

사용자의 만족도를 가장 많이 높일 수 있다. 즉, 인간의 지각, 인지,

표현 기능을 모사함으로써 로봇에 생명을 불어 넣게 되는데 그 3가지가

서비스로봇의 핵심 기술이다. 그리고 그 3가지와 연계된 HRI 기술은

개인서비스 로봇뿐 아니라 전문서비스 로봇 및 타 서비스 분야까지

폭넓게 적용될 수 있어 로봇융합산업 전반에 대한 파급력이 매우 크다.

>> 그림 3-1 HRI 기술의 개념적 구성


자료. 지식경제부, 서비스 로봇산업 발전전략 (2010.12)

인식기술

로봇이 감각기관을 통해 상호작용 상대방과 주위 환경에 대한

지각정보를 수집하는 기능이다. 인식기술은 각종 센서를 이용하여

수집한 영상, 음성, 접촉 신호 등을 토대로 상호작용과 관련된 데이터

패턴을 찾아내는 것이다. 인식기술을 구현하기 위해서는 카메라(RGB,

적외선, 열감지, RGB-D 등), 마이크, FSR(Force Sensing Register),

비접촉 터치 센서, 리모콘이나 아이콘 명령과 같은 매개 인터페이스

기술 등을 포함하여 다양한 감지장치가 활용되고 있다. 현재 사용되고

있는 대표적 인식기술들로는 얼굴인식, 표정인식, 동작인식, 자세인식,

물체인식, 물체추적, 휴먼 추정, 음성인식, 음원인식, 음색인식,

접촉동작인식 등이 있다.

판단기술

로봇이 수행해야 할 작업, 행동, 감정을 해석하는 판단(cognition)기술은

인식단계에서 수집한 지각정보의 의미를 해석하여 상호작용 상황과

상대방의 의도를 파악하고, 상황에 맞는 표현과 행위를 계획하는 기능이다.

지금까지의 연구는 사용자의 행동의도, 감정상태, 성격 등을 유추하는 상황

인식기술, 사용자와 상호작용의 미래 상태를 유추하는 상황 예측 기술,

>> 그림 3-2 HRI를 근간으로 한 로봇산업 연계 및 융합


상황에 적합한 표현 내용과 방식을 판단하는 행위계획 기술 등이 포함된다.

그러나 HRI의 판단기술은 아직 체계적으로 정립되지 않았는데,

그것은 이 판단기술이 인간의 마음이 형성-작동-계발되는 프로세스를

근간으로 하는데 아직 이에 대한 체계적인 이론이 정립되지 않은데

원인이 있다고 할 수 있다. 판단기술은 기억의 구조와 작용, 지식

표현과 추론, 감정의 변화, 문제해결, 학습과 발달 등의 폭넓은 인지

기술을 포함하며 원천 기술에 가까운 것으로 볼 수 있다.

표현기술

결정된 로봇의 감정, 행동은 multi-modal expression 모듈에서

여러 모달리티들을 통해 표현(expression)되며, 휠이나 다리를 이용한

주행(navigation), 팔을 이용한 조작(manipulation), 바디 모션과

동작, 얼굴 로봇이나 아바타를 통한 로봇의 표정표현, TTS(Text To

Speech)를 통한 언어 표현, 그리고 음향을 이용한 표현들을 통해

로봇의 의사 전달력과 표현력 증대가 가능해지게 된다.

표현기술은 판단 기능을 통해 상호작용 맥락에 맞게 계획한 행위와

표현을 각종 표현 수단을 통해 효과적이고 명료하게 표출하는

기능이다. 명료하고 효과적인 표현을 위해서는 첫째, 표현 행위를

표출하기 위한 기계적 구조와 제어 아키텍처 기술이 필요하며, 둘째,

인간에게 자연스럽게 인지될 수 있는 표현행위를 생성하기 위한 행위

제어 기술이 필요하다. 대표적 표현기술 연구에는 높은 자유도와

풍부한 감정표현이 가능한 얼굴 또는 머리 로봇 개발, 팔과 몸체를

이용한 동작 표현, TTS(Text-To-Speech)와 음향을 통한 의사 전달

및 감성 표현 등이 포함된다. 최근에는 전술한 다양한 장치와 표현

내용을 융합하고 동기화하여 표현의 명료성과 풍부함을 향상시키는

멀티모덜 표현기술이 폭넓게 연구되고 있다.

HRI 기술은 지능형 로봇의 핵심원천기술로 서비스로봇 상용화를

위해 필수적이며 로봇 융합산업에 대한 파급력이 큰 기술이다.


현재 로봇 산업의 성장 견인차는 연평균 15% 이상의 성장을 보이는

전문서비스 로봇으로 향후 개인로봇 성장이 주도하게 될 경우, HRI

기술 의존도는 더 커질 전망이다.

앞으로 로봇의 수요는 인간친화 서비스 부문으로 영역이 확대될

적으로 전망하고 있기 때문에 인식, 판단, 표현 등의 HRI 기술의 개발과

상용화가 수요와 크게 연관되어 있다. 따라서 미국은 HRI 기술이 중심이

되는 인간과 함께 일하는 로봇의 연구개발을 위해 2011년 NRI(National

Robotics Initiative)를 발표하였으며, EU는 FP7과 FP8에서 인지로봇 및

HRI 기술개발에 집중적으로 투자하고 있다.

최근 국내는 전체 R&D 투자에서 기초원천기술의 비중이 25%

정도이며, 그중에서도 HRI 분야에 가장 낮은 투자가 이루어지고 있다.

지금까지의 로봇분야 연구개발은 상용화 위주로 투자가 이루어져

시장이 본격적으로 열리면 원천기술의 부족으로 경쟁력이 떨어질

것으로 생각된다.

또한 기초적인 하드웨어 중심의 인식기술 위주에서 인지과학과

융합된 복합적 상황인지와 행동기술로 발전되고 분산 네트워크와

접목된 HRI 기술개발이 최근 이루어지고 있다. 2010년 이후

선진국들은 HRI 기술은 인식 및 하드웨어 기술에서 벗어나 복합적 상황

인식 및 인지발달 연구에 집중하고 있다.

분야 활용영역 적용 기술 사례

교육/오락교사보조로봇 교실 내 학습자의 의도인식 및 반응

애완 로봇 동물의 행동모사, 사용자와의 감성교류

문 화안내 로봇 사용자 ID 및 위치인식, 안내 제스처/표현

공연 로봇 동작 동기화, 공연 제스처/표현

홈서비스청소 로봇 사용자 명령 인식, 휴대폰 원격 모니터링

정보 서비스 로봇 사용자 상황인지, 음성대화

의 료보행보조 로봇 사용자 보행의지 추출

간호보조 로봇 노약자 낙상 감지, 환자 위치인식 및 투약

사회안전 인명구조 로봇 생존자 위치인식, 원격조정, 구조물 지지/제거

>> 표 3-1 HRI 기술의 서비스로봇 활용 사례


국내 기술개발 동향

판단기술

한국전자통신연구원은 2004년에 대용량 지능 서버를 기반으로 한

로봇 상황 판단 및 서비스 실행 플랫폼인 URCSP(Ubiquitous Robotic

Companion Service Platform)를 개발하였다. URCSP의 판단기술은

유비쿼터스 컴퓨팅 분야의 상황인지 기술을 답습한 모델로써 사용자의

단위 요청에 대한 서비스 행위를 상황에 맞게 계획하여 실행하는데

초점이 맞춰져 있다. URCSP의 판단기술은 생성규칙(Production

Rule)과 웹 온톨로지 언어인 OWL을 기반으로 한 지식 표현 및 추론

기술을 기반으로 개발되었다.

한국과학기술원은 인간-로봇 상호작용 핵심 연구센터(HRI-PC)를

통해 로봇의 감성인지 및 표현에 관한 다수의 연구를 수행하였다.

그 결과 사람의 목소리, 얼굴, 터치 행동 등의 지각정보를 기반으로

사용자의 내적 감정상태를 유추하고 이에 상응하는 로봇의 감정상태를

모델링하여 표현하는 기술을 개발하였다.

한양대학교는 21C 프론티어 지능로봇 사업을 통해 지능 구현 지식

체계를 개발하였다. 그 목표는 공유 및 증식이 가능한 온톨로지 기반

지식을 구축하고, 추론을 기반으로 예상치 못한 상황을 감지함으로써

잠재적인 문제를 해결할 수 있는 로봇 지식 체계를 구축하는 것이다.

<그림 3-3>은 개발된 지식 관리 체계인 CASPer (Contex- tadaptive

Action-coupled. Synthetic Learning & Percepti on System for

Robots)의 구조를 나타낸 것이다.


이와 같이 종래의 국내 주요 판단기술 연구성과는 인간과 로봇

간의 직접적이고 지속적인 상호작용 보다는 사용자의 서비스 요청을

이해하고 상황에 맞게 서비스를 제공하는 상황기반 서비스 제공에

무게 중심이 있음을 발견할 수 있다. 근래 들어 인간 친화적이고

쌍방향적이며 지속성 있는 HRI 기술개발이 로봇의 실용화에

필요하기 때문에 국내 주요 산학연 기관들을 중심으로 로봇의 사회적

상호작용(Social Interaction) 능력을 향상하기 위한 노력과 로봇의

인지적 판단 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다

표현기술

한국생산기술연구원은 2006년부터 국내 최초로 인간을 닮은

안드로이드 타입의 에버(EveR) 시리즈 로봇을 개발하여 현재 EveR4에

이르고 있다. 2011년에 개발된 EveR4는 30개의 근육을 얼굴에 포함,

해부학적 근육 상호박용 분석 모델링을 기반으로 보다 풍부한 표정을

나타낼 수 있게 되었다. 국내외의 국제박람회와 로봇 연극 등 다양한

문화예술 공연에 출연하여 그 표현력을 인정받고 있다.

>> 그림 3-3 CASPer의 구조


한국전자통신연구원은 2006년에 7가지 감성(놀람, 기쁨, 슬픔,

외로움, 부끄러움, 화남, 중립)을 생성할 수 있는 감성엔진을 장착,

접촉 행동 인식을 통해 감성적 상호작용을 보여줄 수 있는 동물 형태의

로봇인 코비(KOBIE)를 개발하였다. 코비는 감성 중심의 상호작용을

통해 사용자의 정서적 안정을 향상시킬 수 있어 매개치료용 로봇의

연구용 플랫폼으로 활용 가능하다.

한국과학기술원은 6가지 모달리티를 활용하여 감성 중심의

상호작용을 위한 로봇인 KaMERo를 개발하였다. KaMERo는 터치,

음성 등으로 들어 온 지각정보와 주변 상황정보를 융합하여 로봇의

감정상태를 결정하고, 얼굴 표정, 안테나, LED, 음향, 감정 TTS, 몸

움직임 등을 통해 감정을 표현한다. 그리고 한국과학기술연구원에서

개발한 ‘실벗’도 감성적 상호작용을 주요 기능으로 포함하고 있다. 이

로봇은 고령화 사회에 따른 노인 소외 문제 해결의 일환으로 로봇을

통한 고령자의 감성 치유에 중점을 두었다.

>> 그림 3-4 EveR4 의 다양한 표현들

>> 그림 3-5 감성로봇 KOBIE와 아바타


이밖에도 동부로봇, 유진로봇, 퓨처로봇 등이 LCD/LED, 로봇 동작,

아바타 등을 통한 표현이 가능한 로봇들을 출시하였다.

동부로봇의 제니보는 15개의 모터로 구성된 관절구동방식의 4족

보행로봇이다. 제니보는 음성인식과 영상인식을 기반으로 상황을

인지하고, LED와 동작을 통해 지능적 행동 패턴을 표현할 수 있다.

2010년에 유치원용 R-Learning 플랫폼으로 선정되기도 하였다.

퓨쳐로봇의 스마트 서비스 로봇은 <그림 3-8>과 같이 LCD 화면을

주요 표현매개 장치로 활용한다. LCD 화면의 아바타를 통해 다양한

감성(기쁨, 만족, 실망 등)을 표현하며, 아바타는 립싱크를 통해

자연스런 행위를 표출할 수 있다.

>> 그림 3-6 KaMERo와 실벗

>> 그림 3-7 지능형 애완로봇 제니보

>> 그림 3-8 스마트 서비스 로봇


해외 기술개발 동향

판단기술

EU의 RoboEarth 프로젝트는 2009년부터 진행된 오픈 소스

프로젝트로 로봇을 위한 WWW(World Wide Web)을 모토로 진행되고

있으며, 로봇의 행동과 환경을 학습하고 대용량 지식을 공유 및

재사용 할 수 있는 생태계를 구성하기 위한 연구를 진행하고 있다.

RoboEarth는 인식 객체 모델, 내비게이션, 환경 지도, 행동 등에 대한

지식을 대용량 저장소에 저장하여 공유하고, 축적된 대용량 지식을

대상으로 추론을 통해 클라이언트 서비스를 제공하며 지식을 재사용할

수 있는 프레임워크를 제공한다. 주요 기능으로는 행위계획(action

recipes)의 생성과 실행, 위치 인식(localization)과 매핑(mapping)의

통합, 3D 센싱, 로봇 제어에 대한 학습, 동적 객체 추적 등이 있다.

현재, ROS(Robot Operating System) 오픈 소스를 통해 배포되고

있으며, RoboEarth 클라우드 엔진인 Rapyuta를 공개하여 서비스하고

있다.

독일의 TUM(Technische Universita‥t Mu

‥nchen)대학에서 진행하고

있는 KnowRob 프로젝트는 RoboEarth 프로젝트와 연계하여 홈, 병원

등에서 서비스를 제공하는 연구이다. <그림 3-9>는 KnowRob의 구조와

로봇이 웹 지식을 마이닝하여 복잡한 요리를 수행하는 과정을 보여준다.

KnowRob은 로봇이 제공할 수 있는 서비스를 Ehow, WikiHow,

Cyc, Wordnet 등의 웹 지식을 통합하여 새로운 지식을 OWL을 통해

표현하며 로봇의 행위계획을 생성하고, 생성된 행위계획을 기반으로

실제 환경에서 로봇의 상태 변화 및 환경변화 등을 파악하여 행위계획을

실행하기 위한 방법을 제공하는 지식 프레임워크에 해당한다.

실시간으로 변하는 로봇의 상태, 환경변화 및 외부의 다양한 지식을

통합하여 표현하고 추론할 수 있는 메커니즘을 제공하며, 불확실한 상황

모델링을 위해 MLN(Markov Logic Networks), BLN(Bayesian Logic


Networks) 등을 이용해서 확률적인 추론을 지원하며, ROS(Robot

Operating System)의 오픈 소스 프로젝트로 관리하고 있다.

ALIZ-E 프로젝트는 인간-로봇 상호작용을 분 단위에서 하루

이상의 장기간(long-term)으로 바꿀 수 있는 연구를 진행하고 있다.

ELIZ-E 통합시스템 구조는 장기간 사용자와 로봇 간에 상호작용

시 발생하는 사회적 유대감(social bonds)을 통해 일상생활에서

어린이와 어른과의 상호작용 차이를 연구하고 있다. 또한, 감성,

개인화, 장기간(long-term) 상호작용에 대한 저장, 경험 및 상호작용

에피소드에 대한 개인화된 학습을 통한 성장 등의 연구도 진행하고

있다.

표현기술

일본의 오사카 대학 이시구로 교수는 세계 최초로 인간을 닮은

안드로이드 로봇 Replee 시리즈를 개발하였으며, 애니매트로닉스

업체인 kokoro사로 기술 이전하여 안내로봇인 Actroid를 아이치

엑스포(AICHI EXPO, 2005)에서 선보였으며, 인간친화적인 인간형

로봇의 현실적인 가능성을 제시하였다.

일본의 산업기술총합연구소에서는 휴머노이드 로봇 HRP시리즈를

개발하여 사람 같은 움직임을 보이고, 사람과의 협동 작업이 가능한

연구를 진행하고 있으며, 가장 최근 모델인 HRP-4C는 얼굴에 8개의

전기모터를 사용하여 감정표현을 하며, 사람과 함께 춤을 출 수 있다.

일본 와세다 대학의 Takanishi 교수 연구실에서는 의인화 기법을

활용한 로봇 디자인과 그에 맞는 멀티 채널 표현 연구를 진행하고

>> 그림 3-9 KnowRob 구조 및 태스크 수행


있으며, 그 연구실의 WE-4RII는 감정표현에 특화시켜 개발하고 있는

로봇으로, 내 외부 자극에 대하여 감성 모델을 변화시키고, 시각,

접촉, 음성, 온도 및 후각 등의 외부 자극과 배고픔, 자기보호, 탐구의

욕구 등 내부 자극을 받아서 감성 공간의 3가지 축(pleasantness,

activation, certainty)에 영향을 주어 감성을 변화시켜, Ekman의

기본 6정서를 기반으로 ‘행복’, ‘화남’, ‘혐오’, ‘두려움’, ‘슬픔’, ‘놀람’,

‘중립’ 등 7개의 감성을 표현할 수 있다.

미국의 Hanson Robotics는 미국의 공상과학 소설가인 Philip K.

DICK의 얼굴 로봇을 개발하였다. 또한 우리에게 친숙한 아인슈타인

얼굴을 닮은 로봇 머리를 개발, KAIST의 휴보(Hubo)에 장착해 얼굴로

로봇에 특화하여 자연스러운 얼굴 표정에 대한 연구를 진행하고 있다.

또한 CMU의 Robotics 연구소에서는 사회규범 아래 사람의 의도를

고려하여 사람과 로봇의 상호작용에 대해 연구를 수행하였다. Quasi는

외부로부터 다양한 정보를 받아들일 수 있으며, 인지한 정보에 따라

30개 이상의 모터를 움직여 다양한 감정표현과 로봇의 상태를 표현할

수 있다. 또한 다양한 인터페이스 장치를 활용하여 외부에서 직접

>> 그림 3-10 HRP-4C >> 그림 3-11 WE-4RII 감성표현

>> 그림 3-12 Philip K DICK과 아인슈타인 휴보의 얼굴 로봇 >> 그림 3-13 Quasi 및 제어화면


제어가 가능하다.

그리고 MIT에서는 미디어랩의 personal robot 그룹에서 사회적

상호작용에 대한 연구를 중점적으로 진행하고 있다. 특히 Sixth

Sense는 착용형 마커에 표시된 손가락 및 움직임을 인식하고 동작을

통해 사용자 명령을 인식하는 동작기반 인터페이스 기술이며,

Leonardo는 인간과 사회적 상호작용을 표현하기 위해 인간의 인지

모델을 기반으로 연구되었으며, 자기 동기부여를 통해 내부 욕구를

발현하고, 환경정보로부터 다양한 감정적 대응을 자연스럽게 함으로써

환경에 효과적으로 대응하는 능동적 적응능력에 대한 연구를 진행시킨

로봇이다.

개발방향 및 시사점

HRI를 위한 판단 및 표현기술은 로봇이 상호작용 상황과 사용자

의도를 판단하고, 적합한 반응과 행동을 수행함으로써 인간과의

의사소통 및 상호협력을 가능하게 하여 로봇에 생동감을 부여하는

서비스로봇의 핵심기술이다.

<그림 3-15>는 HRI 기술의 발전방향을 예시한 것이며, 초기에

연구된 HRI 기술은 원천 기술 중심의 개별적 기능 위주의 단위

기능(얼굴인식, 동작 인식, 화자인식, 음원 추적, 휴먼추종 등)별 성능

향상을 목표로 정형화된 환경에서만 인식가능하고, 수요자 요구가

충분히 반영되지 않아 활용도가 낮아 시장이 형성되지 못했다. 그러나

교육, 의료, 복지 등과 같은 실제 환경에서의 수요가 증가하면서 실제

환경적용 위주의 개발로 HRI 기술에 대한 연구 방향이 바뀌고 있다.

>> 그림 3-14 MIT Sixth Sense 동작인식 관련 사진 그림 3-15 Leonardo


앞으로 단위 기능별 연속적 모니터링에 기반을 둔 인식기술개발에서

환경 센서 및 분산 자원 융합 인식기술개발로 전환될 것으로 예상되며,

인식 이후에 서비스 시나리오 기반으로 인식-판단-표현이 유기적으로

연동되어 서비스를 제공하게 될 것이다. 또한, HRI 기술은 시장

참여자와 기술 공급자가 정보 및 지식을 공유하고 컴퓨팅 자원들을

효율적 사용하여 실제 서비스에 대한 대응력을 높인 시장지향의 개방형

HRI 기술로 발전할 것이다. 그리고 로봇서비스는 웹(Web)과 같이

지식이나 자원을 공유, 재사용 및 상호연동이 가능한 형태로 제공되어

교육, 오락, 의료복지, 사회안전 등 사람과 공간을 공유하는 다양한

분야에 공통으로 적용되는 핵심 요소기술로 활용될 것이다.

따라서 향후 HRI 기술은 활용성을 높이는데 중점을 두고 연구개발이

이루어져야 할 것으로 생각되며, 그 활용성 확대 방안은 아래와 같다.

- 서비스 지향성을 위해 로봇이 제공하는 서비스 시나리오를

기반으로 로봇시스템을 구성하는 리소스의 가용성을 최대한으로

높이고 실제 환경에서 성능목표를 충족시키는 라이브러리를

구축해야 한다.

- 수요 확대를 위해 수요자의 요구사항은 조건 및 성능 데이터베이스를

통해 반영하고, 공급자의 개발기술은 HRI 라이브러리 마켓에

>> 그림 3-15 HRI 기술개발 발전 방향

HRI 1.0 과거~2012

HRI 2.0 2012~2017

HRI 3.0 2017~미래

연구목표 상황을 인식하는 HRI상황을 판단하고표현하는 HRI

상황에 맞춰 스스로서비스하는 HRI

개발방향

대표도

- 개별적 기능 위주 개발

● “Who am I”(얼굴인식, 화자인식)

● “Do it”(제스처인식,

음원추적, 음원강조)

● “Follow me”(휴먼 추종)

Short Term

- 실 환경 적용 위주 개발

● 환경 센서 연동 및 인식 강인성 확보

● 인식/판단/표현의 유기적 연계

● 분산자원 및 실 DB 활용

Mid Term

- HRI/HMI/MMI의 통합인터렉션 개발

● HRI 인식 강인성 확보

● 휴먼/기기/로봇간 상호연동

인터렉션

● 휴먼인지 모방 서비스

Long Term

추론

인식 표현

서비스

시나리오

HMI

MMI

HRI


공개하여 서로 공유함으로 기술의 개방성을 만들어 나가야 한다.

- 표준화를 위해 교육, 오락, 의료복지, 사회안전 등 사람과 공간을

공유하는 다양한 로봇분야에 공통으로 적용되는 핵심 요소기술이

되도록 해야 한다.

- 기술의 가용성을 높이기 위해 인식 기능 외에 지능적 판단과

행동 및 표현기능이 유기적으로 연계될 수 있도록 라이브러리를

구축하여 운영해야 한다.

- 융복합화를 촉진, 신사업 확대를 위해 지속적으로 HRI 기술을 다른

첨단 및 기존분야에 활용함으로 융복합화의 길을 열어가도록 해야

한다.

- 기술수요자와 공급자간의 역할분담을 통해 핵심공통기술 개발과

소비의 밸류체인이 구축되어야 하는데, 산업계는 서비스로봇

상용화를 위한 사용자 기반의 환경조건과 성능목표를 제시해야

하며, 기술공급자는 다양한 서비스 로봇에 활용될 수 있는

핵심공통기술을 개발해야 한다.

- HRI의 원천기술 개발은 연구소, 학계를 중심으로 추진하되,

실제현장 DB는 산업계에 의해 제공되는 형태가 바람직할 것이므로

실험실 환경의 연구중심이 아닌 기업의 요구환경에서 동작할 수

있는 기술개발을 통해 상용화하도록 해야 한다.

- 단일 기능이 아닌 인식, 판단, 표현의 유기적인 연계를 필요로

하는 산업계의 니즈를 위해 인식, 판단, 표현의 패키징 HRI

핵심공통기술이 우선적으로 개발되도록 지원책이 마련되어져야

한다.

로봇산업 현황


로봇산업 현황


국내외의 로봇산업의 시장 동향을 통해 현재 교육용 로봇의 위치와

규모를 살피고자 하는데 주안점을 두고 있다. 현재는 산업용 로봇이

가장 큰 시장규모를 갖고 있으며, 서비스용은 매년 그 시장 증가율이

산업용 로봇을 앞지르고 있다. 또 서비스용 로봇은 전문 서비스로봇과

개인 서비스로봇으로 나누어 시장이 형성되어 있다. 그 가운데 교육용

로봇은 개인 서비스로봇 안에 포함되어 있다. 개인 서비스로봇4)은 주로

청소로봇과 엔터테인로봇(교육로봇)이 시장을 점유하고 있다.

세계 로봇시장 현황

산업용 로봇

세계 산업용 로봇시장은 가장 많은 판매대수를 기록한 2012년에 비해

- 4%의 감소를 보였다. 주요 원인으로는 전기전자 산업 로봇판매의

4) <표 1-3> 국제로봇연맹 IFR의 로봇 분류표 참조

로봇산업 현황


부진에 따른 것이며, 자동차 산업용 로봇 판매는 지속적인 증가를

보였다. 2012년 전체 로봇 매출의 약 70%는 일본, 중국, 미국, 한국,

독일 등이 점유하고 있다.

자료. World Robotics, IFR, 2013

자료. World Robotics 2013, IFR, 2013

2012년 시장규모는 85억 달러로 4%의 판매대수 감소에도 불구하고

금액면에서는 2%에 해당하는 870만 달러의 증가를 보였다. 이 값은

소프트웨어, 주변장치, 시스템 엔지니어링의 비용을 포함하지 않은

것으로, 이들을 포함하면 2012년 로봇시스템의 세계시장규모는 약

260억 달러에 이를 것으로 추정되고 있다.

>> 그림 4-2 산업분야별 산업용 로봇 세계 공급 추이(2011-2012) (단위 : 대)

자동차

전기전자

자동차부품

화학 고무

금속제품

통신

음식

산업기계

의료광학검사

소비가정용품

유리 세라믹

기타

미분류

0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 40,000

2012

2011

2010

>> 그림 4-1 산업용 로봇의 연간 판매 대수 (단위 : 대)

180

160

140

120

100

80

60

40

20

01994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012


특히 로봇설치에 대한 잠재밀도(제조업 고용 1만명 당 로봇

설치대수)를 보면 2012년 한국이 396으로 가장 높은 밀도를 기록하고

있으며, 이어서 일본(332), 독일(273) 등으로 나타났다. 조사대상 45개

국가의 평균 밀도는 58을 보이고 있다.

향후 2013년 세계 로봇은 지난 해 보다 약 2% 증가한 162,000대가

더 판매될 것으로 예측되고 있다. 또한 로봇 매출은 북미, 브라질,

한국, 중국 등 동남아 시장뿐만 아니라 터키를 비롯한 유럽 대부분의

시장에서 지속적인 성장세를 보일 것으로 예측되고 있다.

2014년에서 2016년까지 로봇 설치는 연평균 6% 정도 증가할 것으로

추정되고 있다. 이 가운데 미국과 유럽이 약 4%, 아시아와 호주가 약

8%의 연평균 증가율을 보일 것으로 추정되며, 이는 자동화 추세에 따른

로봇 설비 증설이 확대되고 있기 때문이지만 증가세는 완만할 것으로

기대되고 있다.

국가 2011 2012 2013* 2016*

아메리카 26,227 28.137 30.800 34.900

브라질 1.440 1.645 2.000 3500

북미(캐나다, 멕시코, 미국) 24.341 26.269 28.500 31.000

기타 88.698 84.645 86.000 107.200

아시아/오스트리아 22.577 22.987 25.000 38.000

중국 22.577 22.987 25.000 38.000

인도 1.547 1.508 1.500 3.00

일본 27.894 28.680 27.200 32.000

한국 25.536 19.424 20.500 19.500

대만 3.688 3.368 4.000 4.500

태국 3.453 4.028 3.500 5.000

기타 4.003 4.650 4.300 5.200

유럽 43.826 41.218 39.800 45.000

체코 1.618 1.040 1.000 1.500

프랑스 3.058 2.956 2.900 3.200

독일 19.533 17.528 16.500 18.000

이탈리아 5.091 4.402 4.200 4.500

스페인 3.091 2.005 2.000 2.600

영국 1.514 2.943 2.000 2.600

기타 9.921 10.344 11.200 12.700

아프리카 323 393 500 700

미분류 국가 6.954 4.953 4.900 4.000

전체 166.028 159.346 162.000 191.800

>> 표 4-1 국별 산업용 로봇 설치대수


로봇산업이 기대하고 있는 요인을 몇 가지 살펴보면 다음과 같다.

-글로벌 경쟁을 위한 생산시설의 현대화 필요성

-에너지 효율, 신소재 생산을 위한 생산 재정비 필요성

-성장 소비시장의 생산 능력 확장 요구

- 제품 수명주기 감소와 제품의 다양화로 인한 유연 자동화(생산시스템)

필요성

-산업용 로봇 기술 개선, 인간과 로봇의 협업 작업, 저렴한 로봇 등장

-품질 개선을 위한 정교한 첨단 로봇시스템 필요성

-인간의 극한 작업과 위험한 작업 로봇 대처 필요성

자료. IFR Statistical Department, 2013

서비스 로봇

2012년에 판매된 전문 서비스 로봇은 2011년 15,776대에서

2012년 16,067대로 2%라는 낮은 증가율을 보였다. 매출액으로 보면

34억2천만 달러로 1% 감소하였다. 1998년부터 각 나라에서 사용되고

있는 전문 서비스 로봇은 126,000대로 추정되고 있다. 산업용 로봇의

수명은 평균 8년 정도로 예측되고 있으나 전문 서비스 로봇은 용도에

따른 수명이 너무 다양하여 그 수명 예측이 거의 불가능하여, 정확한

통계산출이 쉽지 않다. 그럼에도 서비스로봇의 세계 주가변동을 보면

다른 로봇에 비해 2008년부터 최근 2013년 3월까지 높은 증가세를

>> 그림 4-3 산업용 로봇 공급대수

*예측

120,000

100,000

80,000

60,000

40,000

20,000

02011 2012 2013* 2014* 2015* 2016*

Asia/Australia

Europe

America


유지하고 있다.

2012년 전체 판매된 전문 서비스 로봇 중 국방분야 서비스 로봇이

6,200대로 40%를 차지하며, 특히 무인항공기 판매량이 지난해보다 8%

증가한 5,453대를 보이고 있지만, 실제 판매량은 알려진 것보다 훨씬

높을 것으로 추정되고 있다. 필드로봇은 5,300대로 전문 서비스로봇의

33%에 해당하며 판매액은 4% 감소하여 8억4천7백만 달러를 기록했다.

이는 전체 전문 서비스 로봇 판매액의 25%에 달한다.

의료로봇은 2011년에 비해 20% 증가한 1,308대, 판매액은

14억9천5백만 달러(전체 서비스로봇 매출의 44%)를 기록하였다. 특히

의료로봇은 부속기구와 추가 서비스를 포함하여 대당 평균 150만

달러에 달해 부가가치가 높은 서비스로봇에 속한다. 이러한 이유로

의료로봇 공급업체는 로봇 대여계약도 같이 이루어지고 있다.

물류시스템에 관련된 로봇이 1,376건(11% 증가) 새로 설치되었으며,

전문 서비스로봇 전체 판매량의 9%(판매액, 1억 9천6백만 달러 추정)를

차지하였다. 특히 의료로봇과 물류 시스템 로봇은 성공적으로 시장에

진입하고 있으며, 앞으로도 높은 성장세를 유지할 것으로 전망되고 있다.

이 밖에도 건설, 해체로봇, 전문 청소, 검역 로봇, 유지보수 시스템,

>> 그림 4-4 최근 5년의 세계 로봇 주가 변동 추이


구조안전 로봇, 모바일 로봇 플랫폼, 수중 로봇 등이 있으나 대당

가격이 1백만 달러에 달하는 수중로봇이 전문 서비스로봇 가운데 향후

성장세가 두드러질 것으로 전망되고 있다.

개인 서비스용 로봇과 가정용 로봇은 대상이 다양하여 별도로

통계되고 있으며, 대부분 가사로봇이 주류를 이루고 있다. 진공청소기,

잔디 깎기, 장난감 로봇, 취미, 교육, 연구를 위한 엔터테인먼트,

레저용 로봇이 모두 이에 속한다.

장애인 도우미 로봇은 기대에 미치지 못하는 수준(2011년 156대,

2012년 159대)에 머무르고 있지만 성장 가능성은 높은 것으로

전망된다. 이유로는 많은 국가에서 연구가 이루어지고 있으며,

머지않아 수요가 크게 증가할 것으로 보이기 때문이다.

가정용 로봇은 IFR 조사가 완전히 커버하지 못했지만 2012년에 종

196만대가 팔린 것으로 추정(매출액 6억9천7백만 달러)되고 있으며,

2011년 대비 53% 증가한 것으로 보고 있다.

엔터테인먼트(교육) 로봇은 2012년에 110만대(판매액 5억2천4백만

달러)가 팔린 것으로 집계되었으며, 전년 대비 29% 증가되었다. Asian

Ones를 비롯한 이 분야 로봇생산 업체들은 저가의 장난감 로봇에

집중하고 있는 실정이지만, LEGO Mindstorms 프로그램은 정교하고

수준 높은 로봇에 해당한다.

전문 서비스로봇의 전망(2013-2016)

향후 전문 서비스로봇은 2016년까지 계속적으로 증가하여 판매량이

94,800만대(판매액 171억 달러)에 이를 것으로 예측된다. 특히 같은 기간의

국방 방위로봇(28,000대)과 착유로봇(24,500대)이 팔릴 것으로 예상되며,

이 두 분야가 전체의 55%를 차지하게 될 것으로 전망되고 있다.

가사로봇(진공청소기, 잔디 깎기, 창문 청소 등)의 판매량은

1,550만대(판매액 56억 달러)에 이를 것으로 전망하고 있다. 그리고

장난감이나 취미용 로봇은 가격은 낮지만 350만대 정도 판매될 것으로


예측되고 있다.

교육 연구분야 로봇은 300만대 정도 예측되고 있으며, 노인 장애

보조 로봇은 6,400대 정도로 예상하고 있지만 이 분야의 시장은 앞으로

20년간 크게 확대될 것으로 전망되고 있다.




>> 그림 4-5 세계 전문 서비스로봇 판매량 (단위 : 대)

7,000

6,000

5,000

4,000

3,000

2,000

1,000

0Defence Field Logistic Medical

2012 2011

18,000

16,000

14,000

12,000

10,000

8,000

6,000

4,000

2,000

0Household robots Entertainment and leisure robots

2013-2016 2012 2011

700

600

500

400

300

200

100

0

Mobile platforms

Construction

Cleaning

Underwater

Inspection

Rescue and secunity

All others

2012 2011

>> 그림 4-7 세계 개인용 가정용 서비스로봇 예측 판매량 (단위 : 천 대)

7,000

6,000

5,000

4,000

3,000

2,000

1,000


2012 2011

18,000

16,000

14,000

12,000

10,000

8,000

6,000

4,000

2,000


2013-2016 2012 2011

700

600

500

400

300

200

100

0

Mobile platforms

Construction

Cleaning

Underwater

Inspection

Rescue and secunity

All others

2012 2011

>> 그림 4-6 세계 분야별 전문 서비스로봇 판매량 (단위 : 대)

7,000

6,000

5,000

4,000

3,000

2,000

1,000


2012 2011

18,000

16,000

14,000

12,000

10,000

8,000

6,000

4,000

2,000


2013-2016 2012 2011

700

600

500

400

300

200

100

0

Mobile platforms

Construction

Cleaning

Underwater

Inspection

Rescue and secunity

All others

2012 2011


자료. World Robotics, IFR, 2013, KISTI 재정리 작성

국내 로봇시장 현황

국내 로봇 시장은 7,197억 원(‘07년)에서 2012년 현재 2조 1,327억원

달성 연평균 24.3%의 여전히 높은 성장을 기록하고 있다. 지금까지

제조업용 로봇이 높은 비중을 차지하고 국내 로봇산업 성장을 이끌어

왔으나 점차 서비스로봇과 관련 부품이 비중을 높여 갈 것으로

예측되고 있다. 앞으로 2017년 이후 서비스로봇이 시장 성장을 주도해

갈 것으로 전망되고 있으며, 2020년 국내 로봇 생산규모는 25조원에

이를 것으로 예측되고 있다.

자료. 2013 로봇산업실태조사 결과보고서

2012년 서비스로봇 시장규모 및 전망 단위 : 대, 억달러, %

출하대수전년대비증가율

매출액2016

출하대수

전문서비스 16,100 2 34 94,800

의료 1,308 20 14.95 n/a

물류시스템 1,400 11 1.96 n/a

국방 6,200 -18 n/a 28,000

착유 4,750 -3 n/a 24,500

개인서비스 2,000,000 15 6.97 22,000,000

엔터테인먼트 1,100,000 29 5.24 3,000,000

총계 2,016,100 n/a 40.97 22,094,800

>> 표 4-2 세계 서비스 로봇 시장규모 및 전망

>> 표 4-3 2012년 로봇 생산 현황 (단위 : 억원, %)


산업용 로봇

글로벌 경기 불황 및 국내 경기침체로 인한 내수 감소로 인해

일반기계 생산, 설비투자 감소 등으로 제조용 로봇 생산은 전년 대비 -

1.8% 감소한 것으로 나타나고 있다. 특히 자동차, 조선 등 국내 제조업

경기둔화로 전년보다 소폭 감소하였지만 중국(47.3%), 인도(3,020%),

태국(862.5%) 등 신흥국 시장진출 확대에 따라 수출은 증가세를

유지(10.7%)한 것으로 나타나고 있다.


서비스 로봇

서비스 로봇은 로봇 청소기 수출 및 교육용 로봇 내수 증가에 힘입어

개인 서비스로봇은 전년대비 23.6%로 크게 증가하였으며, 이로 인해

전체 서비스로봇 생산규모는 전년대비 7.7% 증가한 것으로 나타나고

있다.

전문용 서비스로봇은 주문 생산 방식, 높은 제품단가 등 로봇 특성의

적합성을 요구되기 때문에 의료용, 군사용 로봇을 중심으로 생산액이

크게 감소한 것으로 나타나고 있다. 이에 비해 개인용 서비스로봇은

특히 로봇청소기 수출의 꾸준한 성장세를 보이고 있는 가운데 프랑스,

독일을 비롯한 유럽시장의 성장이 두드러지게 나타나고 있으며, 이와

같이하여 국내 기업의 글로벌 시장점유율 역시 상승세를 기록하고

있다. 또한 교육용 로봇은 2012년 대기업의 에듀테인먼트(스마트교육)

로봇사업이 본격화되면서 내수 증가에 힘입어 생산, 내수, 수출 모두

꾸준한 증가를 보이고 있다.

2012년 로봇 기업수는 전년(363개사)대비 1.3% 증가한 368개사로

조사되었으며, 신규창업 기업은 6개사로 알려지고 있고, 수도권을

>> 표 4-4 국내 2012년 제조업용 로봇 시장 현황 (단위 : 억원, %)


제외한 대부분의 지역에서 로봇 기업수가 감소한 것으로 나타나고

있다.

개인서비스용 로봇

개인 서비스용 로봇 생산현황을 보면 2011년(2,394억 원) 대비

총 생산액이 2,959억 원으로 23.6%의 증가세를 보였다. 그 가운데

교육 및 연구용 로봇이 62.6%로 가장 높은 증가세를 보였으며, 이어

헬스케어 로봇(61.7%), 가사용 로봇(11.8%) 등이 뒤를 잇고 있다.

그러나 생산액으로 보면 가사용 로봇이 1,902억 원으로 가장 높은

것으로 나타났다.


개인서비스용 로봇의 총 출하액은 2011년 2,438억 원 대비 21.8%

증가한 2,970억 원을 기록하였다. 증가율면에서 헬스케어 로봇이

63.5%로 가장 높은 증가를 보였고, 이어 교육 및 연구용 로봇(58.8%),

가사용 로봇(12.0%)이 뒤를 이었다. 그러나 출하액을 보면 가사용

로봇이 1,880억 원으로 가장 높게 나타났다.

>> 그림 4-8 국내 개인서비스용 로봇 생산액(2012)과 추이 (단위 : 억원)



개인서비스용 로봇 내수 출하액은 2011년 1,537억 원 대비 18.5%

증가한 1,822억 원을 기록했다. 그 순위에서는 교육 및 연구용 로봇이

69.9%로 가장 높은 증가를 보였고, 이어 헬스케어 로봇(65.5%),

여가지원용 로봇(33.6%)이 뒤를 이었다. 금액으로는 교육 및 연구용

로봇의 내수 출하액이 828억 원으로 가장 높았으며, 이어 가사용

로봇(792억 원), 헬스케어 로봇(105억 원) 등으로 나타났다.


개인서비스용 로봇 수출 출하액은 2011년 901억 원 대비 27.4%

증가한 1,148억 원을 기록했다. 그 순위에서는 가사용 로봇이 40.6%로

가장 높은 증가를 보였고, 이어 교육 및 연구용 로봇(22.6% 감소),

>> 그림 4-9 국내 개인서비스용 로봇 출하액(2012) 및 추이 (단위 : 억원)

>> 그림 4-10 국내 개인서비스용 로봇 내수 출하액과 추이 (단위 : 억원)


여가지원용 로봇(86.0% 감소)를 보였다. 금액으로는 가사용 로봇의

수출 출하액이 1,088억 원으로 가장 높았으며, 이어 교육 및 연구용

로봇(52억 원), 여가지원용 로봇(8억 원) 등으로 나타났다.


로봇 설비투자액은 2011년 61억 원에서 56.7% 감소한 26억 원을

기록하였다. 투자목적별로 보면 생산설비가 45.2% 감소하였고,

연구개발 설비는 55.7% 감소하였다. 투자액으로 보면 연구개발설비가

21억 원으로 가장 컸으며, 생산설비는 5억 원을 기록하였다.


로봇 연구개발 건수는 117건, 연구개발액은 340억 원으로 2011년(316억

원, 107건) 대비 7.6% 증가하였다. 이 가운데 정부지원 연구개발이

88.5%로 가장 높았다. 전체 정부지원 연구개발비는 268억 원이며,

자체연구개발비는 70억 원에 이르고 있다.

>> 그림 4-11 국내 개인서비스용 로봇 수출 출하액 및 추이 (단위 : 억원)

>> 그림 4-12 국내 투자목적별 설비투자액(2012)과 추이



교육용 로봇 시장 동향

교육용 로봇 시장은 국내 뿐 아니라 세계적으로 초기 단계에 있으며

기대수요를 충족시킬 만한 기술의 성숙도가 충분하지 않은 상황으로,

향후 각국 교육정책 및 기술발전 경로에 따라 성장세가 크게 달라질

것으로 판단된다. 현재 교육용 로봇 시장 대부분은 로봇 키트류의

교구로봇이 차지하고 있으며, 세계시장에서 금액 기준으로 절대 비중도

높지 않은 편이다. 이는 현재 교육용 로봇이 교구 또는 완구형 저가

제품이 다수를 차지하고 있는데서 비롯한다고 볼 수 있다.

이러한 맥락에서 최근 정부는 잠재수요가 높은 현장에 로봇을

투입하여 관련 시장을 확실히 검증하고, 향후 시장 확대와 세계시장

선점을 기대할 수 있는 시범사업들을 각 부처별 로봇산업 육성계획의

전면에 배치하고 있다. 여기에는 교육용 로봇도 상당한 비중을

차지하고 있는데, 유치원을 대상으로 한 교사보조로봇 보급 사업,

초·중·고 로봇활용 수업운영, 영어교사보조로봇 시범 배치 등이

대표적인 사례에 속하고 있는 것으로 볼 수 있다.

>> 그림 4-13 국내 연구개발액(2012)과 추이 (단위 : 건, 억원)


* IFR 추정치

자료. KISTI Market Report(2011.11), IFR World Robotcs 2010∼2013 참조, KISTI 재작성

* KISTI 추정(국내 CAGR + 세계 CAGR 고려, 54% 추정)자료. KISTI Market Report(2011.11), 2010 로봇산업실태조사 참조, KISTI 재작성

국제로봇연맹(IFR)에서는 엔터테인먼트 로봇이 2012년에 110만대가

팔린 것으로 집계, 전년대비 29% 증가한 양이다. Asian Ones를 비롯한

이 분야 로봇 생산 회사들은 특히 저가의 장난감 로봇에 집중하고

있다. 그러나 이 중에서도 좀 더 정교한 로봇들인 LEGO Mindstorms

프로그램은 좀 더 높은 품질수준의 로봇을 생산하는 쪽에 속해, 총 5억

2400만 달러의 판매액을 기록했다. 이에 반해 우리나라는 교육/연구용

로봇 비중이 62.6%(2012년)로 세계시장에 비해 상당히 높으나 금액은

그리 크지 않은 편이다. 이는 우리나라 교육용 로봇 시장 성장 배경에

정부 정책(2007년도부터 방과 후 학교 및 특기적성 교육과정에 로봇을

교과과정으로 신설, 로봇교육 시범학교 지정, 이후 각종 교육용 로봇을

활용한 시범사업 전개)이 강력히 자리잡고 있음을 확인할 수 있는 것이다.

또한 국제로봇연맹(IFR)에서는 2013~2016년 서비스 로봇 판매량은

계속 증가하여 전체 171억 달러에 이르는 94,800만 대의 로봇이

판매될 것으로 전망하고 있다. 그 가운데 가사로봇(진공청소기, 잔디

깎기, 창문 청소 등)의 판매량을 1,550만 대(56억 달러)의 매출을 보일

것이며, 장난감 로봇, 취미용 로봇은 350만 대 정도, 교육 연구분야

로봇은 300만대 정도, 노인, 장애인 보조로봇은 6,400대 정도 팔릴

년도 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2016* CAGR

판매액 48 51 109 159 166 524 1,429 61.3

판매대수(Units) - - 519,000 753,000 841,000 1,100,000 3,000,000 -

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2016* CAGR

판매액 13,000 22,800 25,500 49,654 55,405 87,968406,312

(494,774*)46.6

>> 표 4-6 국내 교육 및 연구용 로봇 시장 (단위 : 백만 원)

>> 표 4-5 교육로봇 세계 시장 (단위 : 백만 달러)


것으로 예측하고 있어, 향후 20년간은 상당한 성장세를 보일 것으로

예측된다.

한편 서비스용 로봇 시장은 전문서비스용이 대당 1만 30만 달러,

개인서비스용은 100~1000달러로, 고가/저가 시장으로 확실히 구분되어

있다. 예를 들어 로봇키트 부문 전세계 1위인 LEGO의 Mindstorms의

판매가격은 3~400달러이고, 25만대 가량을 판매한 것으로 알려진

Valiant Tehcnology의 Roamer는 130달러 정도이다. 세계적으로

출시된 제품이 많지 않은 교사보조로봇의 경우 우리나라 출시 제품은

400만원(유치원 보급), 1천만원(영어교육보조) 가격으로 역시 전문서비스

로봇에 비해서는 낮은 가격대를 이루고 있다. 그러나 2012년에는 국내의

교육로봇은 대기업의 에듀테인먼트(스마트) 로봇사업 본격화에 따른 내수

증가에 힘입어 생산 내수 수출 모두 꾸준한 증가세를 이어가고 있다.

우리나라 교육용 로봇시장 규모 예측은 현재 단계에서는 기술공급자의

로봇제품 중심과 이와 결합된 관련 정책으로 결정되어 진다고 볼 수

있다. 그리고 세계 교육로봇의 성장세와도 맞물려 갈 것으로 전망된다.

정부의 유치원 로봇기반교육(R러닝)사업 확대, 영어보조 교사로봇의

경우 현재 정부차원의 보급계획은 세워져 있지 않지만, 시범서비스

사업결과가 긍정적으로 연결(학습효과, 감성적 영향, 콘텐츠의 다양성

및 업데이트 지속 등이 입증)되어 확대되고, 또한 현재 로봇키트 중심의

교구로봇 이외에 교과교육(그림, 노래, 맞춤법, 게임 등)용 로봇이 추가

개발 보급될 것으로 기대되므로 초기 시범사업을 통한 초기 시장이

신규로 생성될 것이다. 향후 2016년에는 4,000억이 넘는 규모로 교육용

로봇시장으로 성장할 것으로 전망된다.



교육용 로봇은 <표 5-1>의 개인 서비스용 로봇의 기술내용 가운데

교육 지원용 뿐만 아니라 애완, 오락 등의 일부를 포함하고 있다.

그리고 기반기술과 S/W 통합기술(소프트웨어 아키텍쳐나 운영체제,

미들웨어 등)은 공통으로 포함되어 있는 경우가 많다.

자료. 중소기업청, 2013 중소기업 기술로드맵 로봇응용 및 기계, 2013

교육용 로봇 개요

교육용 로봇은 인간의 학습을 위해 학습활동에 사용되는 로봇을

말하며, 현재 객관적인 합의를 이룬 정의나 분류는 없는 것으로 알려져

있다. 다만 로봇의 역할에 따라 크게 교구로봇과 교사보조로봇으로


기술내용

개인 서비스용 로봇

가사 지원용(청소, 심부름, 경비, 조리, 제초 등)

생활 지원용(간병, 장애자보조, 치매예방 등)

여가 지원용(오락, 애완, 게임, 헬스케어 등)

교육 지원용

>> 표 5-1 개인용 서비스로봇 세부 기술


나누고 있으며, 산업시장에서는 공급망 단계별로 교구(교보재)로봇,

교사보조(교육서비스)로봇, 로봇용 학습콘텐츠로 세분화하여 나누기도

한다.

자료. 지경부, 창의교육 도우미로봇 기술로드맵(2012)

자료. 지경부, 창의교육 도우미로봇 기술로드맵(2012)

한편으로는 용도에 따라 교육용 로봇을 인간의 학습을 위해, IROBIQ와

같이 인공지능이 탑재된 '지능형', LEGO와 같은 '창작형', 그리고

교육적 목적으로 변형된 '변신형'으로 나누기도 한다. 이와 같은 교육용

로봇을 활용하여 학습하는 것을 R-러닝(Robotic Learning)이라고

정의하고 있으며, 활용학습 형태에 따라 로봇보조학습과 창작로봇학습,

변신로봇학습 등으로 구분하기도 한다.

기술내용

개인 서비스용 로봇

가사 지원용(청소, 심부름, 경비, 조리, 제초 등)

생활 지원용(간병, 장애자보조, 치매예방 등)

여가 지원용(오락, 애완, 게임, 헬스케어 등)

교육 지원용

>> 표 5-2 공급망 단계별 주요제품 분류

제품명 주요내용

에듀테인먼트

(교육) 로봇

● 정의

- 로봇과의 인터랙션을 기반으로 한 고품질 교습과 오락활동을 통한 사용자

의 창의성 증진을 목적으로 하는 다목적 교육-오락용 로봇 및 연관 콘텐

츠 서비스 산업● 배경

- 공공부문에서의 교육용 로봇은 1만 1천개의 초 중 고등학교 및 3만 여개

의 유아보육기관에서 활용될 수 있는 거대한 잠재시장을 보유중이며, 세

계시장규모가 5년내 20배이상 증가 예상(’08 Winter Green Research)

-오락로봇에서 대만 WowWee는 년간 100만대의 시장창출 성공

- 시장초기 단계인 국내 서비스로봇 시장에서 단기간 내 활성화 가능한 분

야이며, 교육서비스와 연계되어 일자리 창출에 기여

- 세계적 초기시장 단계에서 세계최고의 IT인프라를 바탕으로 기술역량 집

중을 통해 시장선점 가능성 높음

- 일반 시장뿐만 아니라 지역간 교육격차 해소, 취약계층(장애, 장기입원환

자 등) 교육서비스에 공공수요 창출 가능

>> 그림 5-1 교육로봇 제품 및 내용


자료. 한정혜, 조미현, “R-러닝에서의 로봇보조학습”, 2009

로봇 교육(R-러닝)과 교육용 로봇

미래 교수학습매체 중의 하나인 로봇의 특성으로는 의인화된 형태로

물리적인 상호작용이 가능하고 인간과 같은 비언어적(Non-verbal)

메시지와 사회성을 가지고 있으며, 모니터를 가지고 있는 경우에는

증강현실도 제공할 수 있는 융합매체라는 점을 들 수 있다. 이렇듯 로봇과

IT기술을 교육에 접목한 것을 R-러닝이라 하며, 이러한 융합매체 특성

때문에 R-러닝은 교육적 효과가 높다는 것이 국내외 많은 연구에서

입증되고 있다. 특히 우리나라 교육과학기술부에서는 2010년부터

유아교육첨단화 지원사업의 일환으로 R-러닝 사업을 시작하여, R-러닝

연구와 보급이 세계에서 가장 활발한 나라로 꼽히고 있다.

R-러닝은 교육로봇 서비스를 통해 교육 과정을 제공하고, 학습을

할 수 있다. 교육용 로봇이 지능형 로봇의 응용분야 가운데 하나로

주목받고 있는 것이 분명하지만, 단순 동작과 사용자와의 상호 관계로

모든 문제를 해결할 수 없기 때문에 다양한 기술이 요구되고 있다. 특히

용도별 세분류 정의

교사보조

(교육서비스)

로봇

타율지능형

로봇이 원격지에 교사(또는 학생)를 대신해서 존재하며,

교사(또는 학생)의 원겨 제어에 의해 대리 현존형(Telepresence)

교육서비스를 제공

자율지능형 로봇의 지능이 로봇몸체나 네트워크로 연결된 서비에 존재

혼합지능형 로봇이 타율 또는 자율지능으로 변환 가능

변신교육로봇 -

서비스로봇, 모바일, 노트북, DMB, 게임기 등의 매체나

가전제품들이 학습자의 창의적 목적이나 기능학습 목적으로 서로

결합되거나 해체됨으로써, 외형과 역할이 다양하게 변화하는

로봇

교구(교보재)

로봇

기능중심형일정 작업을 수행하는 기능을 가진 자동장치를 제조하는 기술과

관련된 원리를 학습자에게 교육하기 위하여 사용되는 로봇

통섭중심형

일정 작업을 수행하는 자동장치를 장착함으로써 다양한

교과(국어, 수학, 과학, 미슬 등)를 결합한 통섭적 교육에

활용되는 로봇

>> 표 5-3 교육용 로봇 분류


유아 및 초·중·고등학생에서부터 장년층 및 노년층까지 사용 대상을

확대할 수 있기에 사용자와 로봇간의 감정 교류나 표현 기능 등에

있어 세심한 배려가 요구된다. 현재의 기술적 한계와 양질의 콘텐츠

부족으로 인해 일부 유아 및 초등학생을 대상으로 초점이 맞추어져

있으나, 향후 기술발달과 콘텐츠 확보가 이루어지면 교육용 로봇에

대한 시장확대는 커지게 될 것이다.

교육용 로봇은 크게 2가지 형태로, 하나는 학생들이 직접 로봇을

조립함으로 인해 컴퓨터 과학의 원리를 이해하는 학습교재로서의

로봇이고, 또 하나는 장착된 LCD와 음성기능을 이용하여 학생들에게

학습콘텐츠를 효과적으로 전달하는 교육미디어로서의 로봇이다.

지금까지는 학습교재로서의 교육용 로봇 활용이 일반적인 형태였지만

최근에는 지능형 로봇의 발달로 인해 교육미디어로서의 로봇 활용도가

커지고 있다. 선생님을 보조해서 학생들에게 지식을 전달하는 교육용

로봇에 대한 연구가 꾸준히 이루어지고 있으며 속속 상용화되고 있다.

특히 우리나라는 세계 최초로 지능형 교육 로봇을 교사 대역으로

교육현장에 투입하는 시범서비스를 실시하였다. 이와 아울러 R-러닝의

장점 및 주의점5)에 대한 연구결과를 내놓기도 하였다.

로봇의 선진국인 일본, 미국, 독일 등에서도 아직 이런 시도가

이루어지지 않고 있다. 특히 각국의 교육 로봇개발 형태는 각기 다른

것을 볼 수 있다. 미국은 군사, 우주, 항공 등 기능형 로봇기술 개발에

주력하면서 최근 교육관련 로봇에 관심을 갖기 시작하였고, 일본은

펫로봇과 같은 관계형 로봇기술에 주력하고 있다. 반면 한국은 LCD를

통한 비주얼형 로봇기술개발에 중점을 두고 있으며 이 비주얼형은

디지털콘텐츠 산업에서 로봇 콘텐츠 산업의 확장에 가장 유리한

플랫폼으로 교육콘텐츠 산업으로의 핵심 기술개발이 가능한 토대가

된다고 볼 수 있다. 교육적 활용을 위한 로봇에 대해서는 유럽과 미국과

5) 조규복, “학습과학적 관점에서 로봇활용교육 바라보기”, 한국교육학술정보원, 2013


같이 노동적인 로봇철학이 뿌리 깊은 지역보다는 친구개념의 일본과

한국 등 동양지역의 교육용 로봇시장이 먼저 활성화될 가능성이 있을

것으로 보는 시각도 있다. 그 한 사례로 SK텔레콤은 2013년 7월

교육용 스마트로봇 ‘알버트’를 말레이시아 스마트 교육환경 관련 기업인

콤백스에 수출하는 계약을 체결, 3년에 걸쳐 매년 1,000대씩 전체

3,000대를 납품하기로 했으며, 프랑스, 미국, 인도, 러시아, 이스라엘

등 해외바이어들도 관심을 갖고 있는 것으로 알려졌다. 또한 이보다

앞서 2013년 4월 KT의 키봇2는 사우디아라비아 모바일리사를 통해

현지 판매되고 있다. 이와같이 한국형 교육로봇은 음성, 전자 펜 등을

활용한 소리뿐만 아니라 멀티미디어 로봇의 동작까지 활용한 3차원

교육을 할 수 있다는 특징을 갖고 있다.

회사명 KT SKT SKT

제품명 키봇2 알버트 아띠

제품 외관

출시일 ‘11.12 ‘12.12 ‘13.10

가격 68만 원(월이용료 별도) 26만 원(월이용료 없음) -

주판매 채널 KT지사 전용 홈페이지, 백화점 현재 스페인 진출

단말 크기 25 19 32(cm) 12 12 13(cm) -

화면 크기 7인치/60인치7인치 이하

스마트폰 부착

5.5인치 이하

스마트폰 부착

>> 그림 5-2 사우디아라비아에서 판매되는 키봇2

>> 그림 5-3 교육용 로봇 비교


회사명 KT SKT SKT

H/W 스펙빔프로젝터, 영상통화, 음성

인식, 홈 모니터 등연동 스마트폰 스펙

연동 스마트폰 스펙,

증강 현실

주요 콘텐츠뽀로로,

Why 키즈, 두산동아

교육용 게임, 사이펜

(별도 악세서리 필요)

리듬 게임 등

(별도악세서리 필요)

마켓팅 포인트 유아, 초등 교육 유아 교육 유아 교육

자료. 각사 홈페이지 정리

국가별 로봇교육(R-러닝) 사례

STEAM(Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics)

교육이 우리나라에서는 아직 걸음마 단계에 있지만 미국, 유럽

등에서는 이미 STEM(Science, Technology, Engineering and

Mathematics)이라는 이름으로 활발하게 진행되고 있으며, STEAM의

창의적인 사고력을 가진 융합인재 양성의 측면에서 Robot은 더할 나위

없이 좋은 형태의 교구이며 교육적 수단이다. 이에 선진국의 로봇교육

동향을 통해 우리나라의 STEAM 교육에 있어 로봇을 통한 활용방안에

대해 모색해 볼 가치가 있다. 현재의 다양한 교구 형태의 로봇은 단순

완구형 프라모델과 RC를 이용한 모형로봇으로부터 발전되어 주로

학생들의 방과후 교육활동, 취미활동 또는 과학, 실과, 정보 과목과

관련된 교보재로 보급되어 활용되고 있다. 현재 미국, 영국, 일본,

프랑스 등의 선진국들은 각 학교별, 주별로 교구로봇을 정규교육과정과

연계하여 사용하고 있다. 또한, 최근에는 우리나라를 비롯하여 싱가포르,

말레이시아, 중국, 인도네시아 등 아시아 국가들이 로봇교육의 중요성을

인식하고 국가적인 로봇교육을 진행하고 있는 추세이다.


미국

미연방교육부는 2010 교육기술계획(National Education Technology

Plan)을 수립하였으며, 대통령 과학기술자문위원회는 미국 초중고생들의

과학, 기술, 공학, 수학 (STEM : Science, Technology, Engineering

and Mathematics)교육 향상을 위한 계획을 발표하였다. 오바마 정부의

이러한 핵심교육정책은 로봇기술과 연관되어 있어, 최근 미국 내 R-러닝

연구를 촉발시키고 있다

전세계 로봇교육 시장의 선두 중의 하나인 미국은 STEM(Science,

Technology, Engineering, Mathematics) 교과를 흥미롭게 가르치고,

학생들의 과학적인 기술 소양을 키우기 위한 방안으로 로봇교육이

활발하게 진행되고 있다. 이로 인해 로봇시장의 규모도 제일 커져, 많은

회사들이 풍부한 교육 콘텐츠를 바탕으로 다양한 교육이 가능한 범용

로봇키트를 개발하고 로봇활용교육에 대한 연구활동을 활발히 하고

있다. 실용을 중시하는 미국의 로봇개발과 마찬가지로, 교육용 로봇

역시 실생활과 로봇기술이 결합하는 방향으로 발전하고 있다.

국가 로봇명 역할 적용분야

미국RUBI 친구, 펫 유아교육

Giraffe 부모분신 보육지원

일본

Papero 친구, 펫 보육지원

Paro 펫 특수교육

Robovie 친구 영어교육

영국 Recycler 교사보조 초등교육

한국

iROBIQ 교사보조 유아교육

TIRO 교사보조 초등교육

VANI 원어민교사 영어교육

Pelicanoid 친구 초등교육

캐나다 PEBBLES 분신 원격출석

프랑스 ALDEBARAN Robotics 연구용 플랫폼 과학교육

>> 표 5-4 교육로봇 개발 사례


자료. http://www.education.rec.ri.cmu.edu/ , MIT 홈페이지

혁신적 창의성을 위한 학제간 연구를 하는 스탠포드의 H-STAR(인간과학기술)

연구소는 미연방교육기술계획 수립에 참여한 핵심연구진이 소장을 맡고

있으며, K-12 교육개선을 위하여 워싱턴대학과 공동으로 운영하는

LIFE(Learning in Informal and Formal Environments)센터를 포함하고

있다. LIFE센터는 기술유창성이 과학, 수학, 언어학습에 어떻게 영향을

미치는지에 대한 ‘장기적 아동학습생태계’ 연구의 일환으로 지능형과

창작형 로봇에 대한 R-러닝 연구를 모두 수행하고 있다. 먼저 지능형

로봇 Morphy을 활용한 유아시선 연구를 통하여, 로봇기술이 자폐증

아이들뿐만 아니라 일반 아동의 사회적 상호작용을 통한 학습기술

설계 및 발달에 매우 중요함을 밝혔다6). 동시에 평온기술(Calming

Technology)과 지능형 로봇을 학습에 적용하는 연구도 시도하고 있다.

창작형 로봇학습은 K-21의 STEM에서 중요하게 생각하는 ‘계산적

사고’를 증진시키며 학습자의 신념과 가치를 높이고 학습자간의

상황접근 및 선택 등에 긍정적 영향을 미친다는 결과를 제시하였다7).

따라서 LIFE센터 연구진은 어린이의 중요한 발달과정 중에 로봇과

6) Meltzoff, Brooks, Shonb, Raob, Social Robots are Psychological Agents for Infants: A Test of Gaze Following, Neural Networks, Vol. 23, p.966-972, 2010.

7) Grover and Pea (2011), Choosing and Valuing as Social Driver for Empowerment and Learning in Robotics and Engineering, LIFE Annual Briefing Session, Washington, June 20.

>> 그림 5-4 미국의 로봇 교육


같은 기술이 접목된다면, 학습자로서 활동에 흥미와 참여 및 개념발달

유지 특성을 지원하는 사회학습과정이 생김으로써 ‘아동학습생태계’에

중요한 요인이 된다고 판단하고 지속적인 R-러닝 연구를 수행하고

있다.

MIT도 미디어랩을 중심으로 지능형과 창작형 로봇에 대한 R-러닝

연구를 수행하고 있다. 먼저 지능형의 경우, 아동의 상상력과 스토리텔링을

증진시키기 위하여 프로젝터, 로봇, 동작, 터치 인터페이스를 결합한

가상공간과 현실공간의 혼합현실을 제공하는 Playtime 컴퓨팅 시스템이

있다. 이 시스템은 어린이들이 가족이나 친구와 함께 상상속의 캐릭터와

실제 환경에 연결 상호작용할 수 있도록 하는 로봇기반 차세대 미디어

형태이다. 창작형 로봇학습과 관련된 연구로는 LEGO와 연동되는

초등학생용 로봇 WeDo, Topobo, 프로그래밍 언어 Scratch와 연동되는

Pico Criket 등이 있는데, 개인별 로봇교육이 아닌 소셜네트워크를 통한

학습자간의 학습활동의 공유에 연구의 가치를 두고 있다.

USC(남가주대학)와 CMU(카네기멜론대학)도 지능형과 창작형

로봇에 대한 R-러닝연구를 실시하고 있는데, 지능형의 경우 USC는

로봇 Bandit를, CMU는 Keepon을 활용하여 자폐아들의 상호작용을

연구하고 있다. 창작형 로봇학습의 경우 두 대학 모두 미국연구재단의

지원을 받아 K-12의 STEM교육을 위한 연구를 수행하고 있으나,

교육학자 중심이라기보다 로봇공학자 중심으로 교과과정, 워크숍

운영 등이 이루어지고 있다. 그 외에 미국 국립보건연구소와 코네티컷

대학도 지능형 로봇 Nao를 활용하여 자폐증 사회성 치료연구를

실행하고 있으며, 상용 로봇 CosmoBot은 발달장애 아동 학습을

지원하고 있다. UC 샌디애고 대학은 유아를 대상으로 로봇 RUBI를

활용하여 핀란드 언어를 가르치는 것이 기존 매체보다 인터랙티브하고

학업성취도가 높음을 보였으나 우리나라보다 4년 늦은 연구결과이다.

지난 3월 미연방교육부와 법무부는 교육평등법과 시민권법 제6장에

따라 영어가 모국어가 아닌 학생들에 대한 언어학습권을 보장하기


위한 평가방식을 개선하기로 합의함에 따라, 최근 미연구재단은

언어교육에서 높은 성취도를 보이는 로봇보조학습을 포함한 R-러닝

연구지원에 큰 관심을 나타내고 있다.

일본

일본의 경우는 창작형 로봇학습에 비해 지능형 로봇보조학습 연구가

활발한 편이다. ATR은 지능형 로봇 Robovie를 활용하는 것이 초등학교

영어학습의 동기유발에 큰 효과가 있음을 보여주었다8). 오카야마

도립대학에서는 유아용 교육로봇시스템 InterRobot을 개발하였으며,

NEC사의 Papero도 어린이 보육기능을 넣어 에듀테인먼트 기능을

제공하고 있다. 혼다연구소는 콜롬비아 대학과의 공동연구를 통해

로봇의 개성에 있어서 협조적인 로봇이 유아 학습에 더 좋은 교육효과를

보임을 밝혔다9). 그 외에 미야키대학은 로봇 Keepon의 신체율동을

활용하여 자폐증 아이들의 상호작용을 유도하는 연구를 CMU와 공동으로

수행하고 있다. 최근에 일본 과학교육부는 미래교육 프로그램의

일환으로 ‘협력학습을 지원하기 위한 동료 로봇’이라는 5년 장기 연구를

지원하고 있다. 창작형 로봇은 사이마타대학이 MIT와 연계하여 레고

중심의 STEM 교육을 실시하고 있다.

자료. http://www.i-robot.co.jp, www.wired.com/images_blogs/wiredscience/images

8) Kanda, Hirano, Eaton, Ishiguro, (2004), Interactive Robots as Social Partners and Peer Tutors for Children: a Field Trial, Human-Computer Interaction, 19(1&2), p61-84.

9)New York Times, 2010

>> 그림 5-5 일본의 교육 로봇과 로봇 교육


대만, 싱가폴

대만의 경우 대만국립중앙대를 중심으로 지능형 로봇보조학습에

대한 연구가 2006년부터 시작되었으며, 2008년부터는 대만 국가

e-러닝 프로젝트의 일환으로 로봇보조학습의 중요성을 인지하고 연구

및 로봇교육에 대한 정책적 워크숍 등을 지원하고 있다. 초등학교

영어교육을 위해 휴머노이드의 활용 연구와 동료 교수자로서의

로봇으로서 유머, 공감과 유창성을 높이기 위한 필드 연구가

이루어지고 있다. 또한 대만국립과학기술대학에서는 상용화를 위한

영어교육용 로봇 연구개발을 진행하고 있다. 반면 싱가폴의 경우

1980년대 후반부터 국가 자동화 마스터플랜으로 로봇교육 및 연구와

각종 국제 대회 등을 지원하고 있는데, 주로 STEM교육 중심의 창작형

로봇학습 분야가 대부분이다.

한국

우리나라의 STEAM의 기원은 미국에서 시작한 STEM이다. 미국은

우리나라가 겪고 있는 이공계 기피현상을 벌써 1980년대부터 겪고

있다. 2009년 헤리티지재단의 보고서에 따르면 매년 20만 명의

과학기술 인력이 필요한데, 이중 미국인이 차지하는 비율은 6만 명에

불과하다고 한다. 나머지는 인도, 중국 등 외국인이 차지한다. 국가의

중요한 지식과 기밀을 외국인의 손에 맡길 수 없다는 위기의식이 점점

커지고 있는 배경 속에서 1990년 미국과학재단(National Science

Foudation)에서 STEM이라는 개념을 사용하기 시작했다. 미국 정부가

발표한 2011년 예산보고를 보면, STEM예산이 전년에 비해 40%

정도 증가한 37억 달러(4조 원)에 달한다. 이처럼 전례 없는 막대한

예산의 증액은 STEM에 대한 미국의 의지를 보여주고 있으며 미국뿐만

아니라, 영국, 캐나다, 호주 등이 펼치는 교육 개혁의 핵심도 STEM을

바탕으로 하고 있다.


우리나라는 R-러닝 연구가 지능형과 창작형 로봇 모두 균형있게

이루어지고 있으며, 높은 교육효과 결과를 토대로 지식경제부와

교육과학기술부가 적극적으로 시범 및 보급사업을 지원하고 있다.

지능형 로봇의 경우 현재 교육과학기술부 R-러닝 사업지원으로

유치원에서 언어교육 및 생활지도와 학부모 정보공유 등으로 활용되고

있으며, 2011년 하반기부터는 지식경제부의 지원으로 방과 후

영어교실은 물론 초등 영어교육 정규수업에 활용되기 시작했다. 그러나

우리나라는 자폐증이나 발달장애 아동을 위한 로봇보조학습 연구

및 지원은 미흡한 실정이다. 한편 창작형 로봇의 경우 지식경제부의

시범사업 지원으로 방과 후 교실 운영이 크게 확대되었으며, 한 달간

과학수업에 적용하여 교육효과를 도출하기도 하였다. 최근에는 초등

정규교육과정의 전 교과목에 6개월간 적용하여 창의성, 교육적 효과

및 STEM과목에 대한 동기유발 증진을 보였을 뿐만 아니라 저소득층

아동의 행동개선에 성공적인 영향을 줄 수 있는 가능성을 확인하였다.

또한 R-러닝 확산을 위해 2013년 4월에 열린 국회 신성장포럼에서

KIST는 R-러닝이 유 아동의 사회, 정서, 신체, 언어 발달에 미치는

영향이 매우 긍정적이며, R-러닝의 확산은 저출산의 원인이 되는 높은

교육비 인하에도 긍정적인 영향을 미칠 것이라는 연구결과를 발표했다.

그리고 현재 지식경제부와 교육과학기술부가 적극적으로 시범 및

보급 사업을 지원하고 있다. 지식경제부는 2009년부터 R-러닝의 보급

및 확산을 위한 교육용 로봇 시범사업의 일환으로, R-러닝을 공교육과

접목하는 사업을 추진해오고 있다. 2010년 100억 원 예산을 투입,

500개 유치원에 로봇공급을 시작, 2011년에 400억 원의 예산으로

초중고(100개)까지 확대, 2012년에 500억 원으로 증액, 2013년에는 총

8,300개의 유치원에 R-러닝을 실시한다는 계획으로 추진되고 있다.

이러한 맥락에서 교육과학기술부는 R-러닝 시범사업을 통해 여러

교육 현장에서 교육용 로봇의 활용을 장려하고 있다. 교육과학기술부

산하의 로봇기반교육지원단이 시행하는 R-러닝 인증은 로봇의 기술적


완성도와 콘텐츠의 유아교육적합성, 안정성, 신뢰성을 심의하고

인증하는 제도이다. 인증을 통과한 로봇은 교육청 지원을 통해 전국

유치원으로 보급되고 있으며, 교육용 로봇을 언어교육 및 생활지도와

학부모 정보공유 등으로 활용 중이다.

그러나 이것은 로봇교육의 시작일 뿐 진정한 우리나라의 STEAM에서

말하는 융합인재교육의 융합은 수단이지 목적이 되어서는 안 된다고

여겨진다. 미래사회에 예상되는 문제를 해결할 줄 아는 창의적인

인재를 길러내는 것이 STEAM의 목적이지 과학, 기술, 공학,

예술, 수학 중 어떤 것이 서로 융합하는지는 중요하지 않다. 로봇은

STEAM 요소를 융합하기에 더할 나위 없는 좋은 아이템이다. 로봇은

태생적으로 종합적인 융합 과학으로 물체를 움직이는 기계 공학,

센서와 전자회로를 만드는 전기전자공학, 프로그램을 설계하는

전산학의 기본 바탕에 최근에는 생체모방의 생물학, 의학을 넘어

디자인 등의 예술영역까지 폭넓게 접목이 되고 있어 로봇교육의

중요성을 새롭게 인식해야 한다. 우리나라의 STEAM 융합인재교육은

이제 시작 단계이다. 특히, 로봇을 활용한 STEAM 연구활동은 전무한

실정이며 교육현장에서 다양한 아이디어를 통해 학생들의 창의적인

문제해결력을 길러줄 수 있는 로봇을 활용한 STEAM 교육자료들이

앞으로 많이 나와서 로봇교육의 활성화가 이루어져야 할 것이다.

>> 그림 5-6 교육로봇 ROBIQ (유진홈페이지) / 영어학습로봇 ROBOSEM


교육로봇 경쟁 현황

교육로봇 NET 분석

수요자 요구측면에서 보면 단방향 주입식 강의로 교사와 학생간

소통이 부족하기 때문에 쌍방향 교육의 필요성이 요구된다. 요구의

구체적인 내용은 다음과 같다.

· 학생들이 수업 시간에 입력하는 모든 정보가 로봇에 입력되어

학생 개개인의 이해도나 학습 과정을 파악하고 그에 맞는 실시간

피드백과 1대1 맞춤지도가 필요하다.

· 학생과 교사 또는 학생 서로의 다양한 문제 해결 과정을

실시간으로 공유하고 토론할 수 있어 자신만의 문제 해결 방식을

스스로 찾는 등 사고력 확장에 효과적이다.

· 쌍방향 커뮤니케이션의 장점은 학생들의 수업에 대한 집중도와

참여도를 향상 시켜주기 때문에 학습 효과가 높게 나타난다.

· 학생 중심적 환경을 구현함으로써 학생들의 개별적인 사고와

경험에 가치를 부여하는 학습의 주체로 교사는 학습을 도와주는

조언자로서의 역할 관계가 이루어진다.

또한 일률적인 학습 커리큘럼에서 탈피, 정보화 시대에 필요한

다양성, 창의성 향상 교육의 부족을 채워줄 수 있는 교육 콘텐츠의

다양성이 필요하나 이는 비용이 뒤따르게 된다. 이에 대한 요구와

기대는 다음과 같다.

· 현장에 필요한 다양한 교육 콘텐츠를 구성하기 용이해 수준별

맞춤식 교육 프로그램 구성이 가능하다.

· 네트워크 로봇 서비스 콘텐츠 등을 이용한 쌍방향 교육을 통해

정보 공유, 흥미 유발 효과를 기대할 수 있다.

· 교사로부터 얻는 일률적인 학습 과정에서 벗어나 다양한 수업

방식의 구성으로 학생들의 창의성, 다양성에 대한 요구가 커진다.

· 원어민 또는 전문 교사의 부족과 비용 문제로 도시와 지방간 교육


환경의 차이가 커진다.

이밖에도 학생들의 관심 부족으로 학습 효과가 감소되는 것을 막고

교육의 효율성을 높이기 위한 대책의 환경을 만드는 것이 중요하다.

· 교육의 중심인 학교에서 즐겁고 재미있게 배울 수 있는 환경을

조성해 학생들의 흥미 유발과 집중력을 높일 필요가 있다.

· 사교육의 증가로 인해 학생들이 학교에서 배우는 학습에 대한

흥미와 집중력이 떨어져 교육 콘텐츠의 확대와 교육 방식의

다변화를 위한 매개체가 요구된다.

자료. 중소기업청, 2013 중소기업 기술로드맵, KISTI 재작성

구분 촉진요인 저해요인

수요

- 정보화 시대에 필요한 창의성 향상 교육 요구

가 커짐

- 흥미 유발 및 효과적인 교육을 위한 수준별 맞

춤식 교육의 필요성

- 쌍방향 교육의 필요성

- 로봇을 활용한 다양한 과학적 사고 능력의 배양

- 학습 콘텐츠의 지속적인 개발비용 증대

- 로봇 구매 비용이 크며 교육 커리큘럼이 제

한적임.

환경

-과도한 사교육비 증가

- 원어민 또는 전문 교사의 부족, 지역, 계층간

교육 환경의 차이

-로봇을 활용한 교육에 대한 인식이 부족함.

- 학습 콘텐츠의 표준화가 부족해 해외 시장

공략에 제한적임.

기술

-교육기기용 보조 장치 시장의 확대

- 교육용 네트워크 로봇 서비스 콘텐츠 다양화

및 통합 기반 기술 발전

- 로봇 교육에 필요한 콘텐츠들의 호환성이

약함.

- 인지 기능을 통한 다양한 교육 서비스 콘텐

츠의 확대가 절실함.

- 교육용로봇 분야는 시장 형성 단계에 있기 때문에 정부는 적극적인 투자를 통해 교육 여건의

개선과 로봇을 활용한 창의적인 교육의 장점을 알릴 수 있는 시범 사업 등을 통해 사회 저변

확대를 이룰 필요가 있음.

- 로봇은 융합산업이며 콘텐츠 산업이라고 볼 수 있기 때문에 다양한 학습 콘텐츠 개발이 동시

에 지원되어야 함.

- 교육용 서비스 콘텐츠는 공용화, 재사용성, 이식성, 확장성 측면에서 표준화 작업이 선행되어

야 함.

재사용성 다양성 공용화 저가화 디자인확장성

>> 표 5-5 교육로봇 분야의 NET 분석


수요자 환경 및 기술 분석을 통해서 보면 결론적으로 과도한

사교육비 증가와 전문교사의 부족에 대한 해소책 강구가 필요하다.

또한 교육기기 보조장치 시장의 확대되고, 다양한 서비스 콘텐츠와

통신기술 발달로 쉽게 교육환경을 개선할 수 있는 여건이 조성되어

있다는 점을 들 수 있다.

교육로봇 생태계 환경

산업특징

교육용 로봇은 비교적 사업화 가능성이 가장 높은 분야이자 이미

사업화가 진행되고 있는 분야라고 볼 수 있으며 상대적으로 저가로

개발이 가능하기 때문에 단기간 내 로봇 활성화 및 보급적인 측면에서

강점이 있다. 공공 부문에서 창의교육 도우미 로봇 분야는 1만 1천개의

초, 중, 고등학교 및 3만 여개의 유아보육기관에서 활용될 수 있는

거대한 잠재 시장을 보유하고 있으며, 세계 시장 규모가 5년 내 20배

이상 증가가 예상될 것이다. 2010년 산업융합 원천기술 로드맵의

Top Brand 중 에듀테인먼트 로봇을 교육/오락 로봇으로 개정하였다.

따라서 오락 기능 외에 교육 서비스 기능과 효과를 높일 수 있는 보조

도구로서 스마트 클래스 및 Tele Presence 로봇기술을 포함한 교육보조

서비스 로봇을 핵심 제품으로 선정하고 있다.

산업구조

후방 산업으로는 교육 서비스와 연계되어 일자리 창출에 기여하기

적합하며 세계 최고의 IT 인프라를 바탕으로 기술역량 집중을

통해 중소기업이 시장을 선점하기가 용이하다는 점을 들 수 있다.

교육로봇은 일반적으로 교과목에 흥미와 재미를 부여하고 창의적인

교육을 수행하도록 교사를 보조해주는 교사보조로봇과 교육현장에서

로봇 활용 교육을 위한 교구재 로봇용으로 구분한다.

산업에 적용되는 기술에 따라 제품을 나누면, 사용자에게 로봇을

활용하여 개별적인 교육 프로그램 운영, 학습 관리 및 콘텐츠 제공


등 개인학습지원용, 교육 현장에서 교사의 수업 보조 역할로 다수의

사용자들과 상호 작용을 통해서 교육에 활용되는 다자간 학습지원용,

로봇을 교과목으로 편성하여 정해진 커리큘럼을 통해서 수업에

활용되는 학습도구용 등으로 구분할 수 있다. 그리고 교사보조로봇은

다양한 학습 콘텐츠와 더불어 음성인식, 화상 인식, 감성 인식,

네비게이션, 자율 이동 등의 기술을 바탕으로 주제 학습, 영어 교육,

엔터테인먼트 기능, 출석 체크와 학습 자료 저장, 수업 일정 관리,

교과서 읽기, 과제물 및 성적 관리 등 기능을 수행하여 교사를 보조하고

교육 흥미 유발과 더불어 학생들의 창의적 학습 몰입도를 향상 시키는

로봇이다.

특히, 최근에 주목 받고 있는 원격 교사보조로봇은 사용자 로봇 간의

인터페이스 및 실감 표현기술 개발을 통해 원격지에 있는 원어민 교사와

학생들이 실제 마주 보면서 수업을 하는 것과 같은 상호 체감 효과를

제공함으로써 기존 e-learning에서의 몰입감 저하를 해소할 수 있는

자율형 교육 로봇의 기술적 한계를 극복하는 대안으로 주목 받고 있다.

교구재 로봇은 초창기 국내 경진대회를 위한 목적으로 개발 되었지만

최근 과학의 기초 원리를 배우고 과학적 창의성을 키우는 효과적인

교육 도구로 소개되면서 방과 후 학습에 적용되어 과학 교육을 위한

교보재용으로 키트의 구성이 바뀌고 있다. 2000년부터 시작된 로봇

교육 사업은 최근 로봇조립뿐만 아니라 학생들이 직접 로봇에 인공

>> 그림 5-7 로봇을 활용한 원격 수업 개념도


지능을 부여하고 구동 프로그램을 제작할 수 있도록 지도하는 방향으로

진행되고 있으며 최근에는 단순한 로봇 조립에서 기계, 전기 전자 등

로봇의 메커니즘 교육과 프로그램 교육을 제공하고 있다.

자료. 2013 중소기업 기술로드맵, 중소기업청 KISTI 재작성

구 분 교구재 로봇 교사보조로봇

주요기능

3차원 모듈 구성

센서 및 동작 구성

프로그래밍 툴 구성

음성/비전인식 기능

자율 이동 및 충돌회피

학습관리시스템(LMS)

용 도

전문적 로봇기술 교육목적에 활용

일반교과(과학, 수학, 미술 등) 및 창의력

교육목적에 활용

학교, 유치원 등에서 교사를 보조

가정에서 학습자의 자발적 학습을 지원

관련사진

>> 그림 5-8 용도에 따른 교육용 로봇

>> 그림 5-9 교육로봇의 가치사슬-공급망

>> 표 5-6 교육로봇의 연관산업 구조

후방산업 교육 로봇 전방산업

센서, 구동기, H/W 플랫폼,

교육 서비스 및 교구용 로봇

콘텐츠, IT산업, SW산업

교육 보조 로봇, 학습 콘

텐츠, 교구재 로봇

스마트 기기 융합, 클라우드 컴퓨팅,

감성기반 소셜 네트워크,

네트워크 기반 스마트 교육,


로봇 산업은 기술공급자, 로봇 제작자, 인증·허가 기관, 서비스

사업자, 수요자 등으로 구성되며, 기술공급자는 핵심원천기술을

개발하여 공급하는 연구소와 대학이 주체가 된다. 그리고 로봇

제작자는 로봇을 직접 제작하여 판매하는 기업을 지칭하며, 아직까지

대부분의 로봇 및 부품 사업자는 중소기업으로 충분한 기술력을

보유하지 못하고 있는 실정으로 국제 경쟁력이 취약한 편이다.

인증·허가 기관은 로봇제품의 신뢰성·안전성 제고를 위해 필요하며

표준·인증·평가 체계를 구축해야 할 필요가 있다. 교육로봇 서비스

주요 서비스 사업자는 학원이나 학교 등이며, 서비스를 위한 콘텐츠를

제공, 판매하는 기업이 해당된다. 수요자는 최종적인 서비스를

사용하는 고객으로 유아동, 초중고생을 비롯한 일반인 등이 해당된다.

자료. 중소기업청, 2013 중소기업 기술로드맵, KISTI 재작성

국내 교육로봇 표준화 현황

국내의 로봇기술 향상을 위한 표준화는 2000년대 초반까지는

ISO에서 제정한 산업용 로봇 표준을 적용하는 수준이었으나 2005년

지능형로봇표준포럼 창립 후 민간표준 활성화를 추진하여 현재까지

약 100여 건의 로봇분야 표준이 제정되었으며, KS표준도 서비스

로봇 분야를 중심으로 15건이 제정되었다. 로봇 시장은 가까운 미래에

>> 그림 5-10 교육로봇 SWOT 분석


자동차 시장 규모로 성장이 될 것으로 많은 전문가들이 예측하고

있으며 이러한 시장으로 성장하기 위해서는 많은 분야에서 표준화가

이루어져야 한다. 특히 로봇 소프트웨어의 호환성 표준개발 필요성이

제기되어 한국의 OPRoS와 일본의 RT-Middleware는 OMG를

통하여 표준화가 진행 중이며, 이외에도 미국의 Willow Garage에서

보급하고 있는 ROS 및 유럽의 OROCOS 등의 소프트웨어도 도입하고

있다. 향후에는 이러한 소프트웨어를 상호 연결시키기 위한 호환표준이

개발될 것이며 각 소프트웨어에 대한 검증을 위한 표준도 개발될 것으로

예상된다. 또한 서비스로봇이 지능화되게 되면, 이러한 서비스 로봇으로

인하여 충돌 및 사고 등에 대한 표준개발의 필요성이 높아지게 된다.

로봇은 타 분야와의 융합이 필요한 분야로, 응용분야별로 표준개발이

필요하여 현재도 재난탐사 로봇, 의료로봇, 청소로봇 등의 특화된

분야의 표준이 각 분야의 전문가에 의하여 개발되고 있다. 특히 교육용

로봇은 시범사업을 통한 선도산업의 하나로 육성되기 위해서는 표준화가

우선적으로 이루어져야 할 사항이나 내용이 공개되어 진행하도록 해야

한다. 이를 토대로 국제적 표준을 이끌어낼 수 있는 기반 조성이 되어야

하기 때문이다.

자료. ICT 표준화전략맵 Ver.2013, 융합 지능형로봇, 한국정보통신기술협회(2013)

>> 그림 5-11 표준화 항목별 기간(2013∼2015) 표준화 계획



>> 그림 5-12 개인용 지원 로봇의 성능평가(표준화 추진 사례)



비전 및 기대효과

로봇 산업은 기술 혁신과 사회적 패러다임의 변화로 인간 공존,

지능성, 삶의 질 향상을 위한 지능형 로봇으로 발전되고 있으며

기존의 기계, 전자 등 전통 기술은 물론 신소재, 반도체, 인공 지능,

센서, 소프트웨어 등 첨단 기술의 융합을 요구하는 등 기간산업에

미치는 파급효과가 크고 여러 신기술의 산업화를 촉진할 수 있는

>> 그림 5-13 교육용 로봇 안전성 및 성능평가(표준화 추진 사례)


중요한 분야로 부각 되고 있다. 차세대 교육 매체로서 학교 현장에서

로봇은 창의성 증진을 위한 과학 학습의 매개체로 활용될 뿐만 아니라

교과 내에서 로봇을 활용한 학습 기능을 강화하는 로봇 활용 수업의

중요성이 강조될 것으로 전망된다.

지능형 로봇의 활용 범위는 서비스 산업으로 급속히 확대되는

상황이며 특히, 교육용 로봇 분야는 학습자에게 로봇을 활용하여

교육 프로그램 운영, 학습 콘텐츠 제공, 학습 관리 그리고 학습자가

새로운 상황에 능동적으로 대처하여 문제를 해결하거나 체험 학습을

통해 학습에 대한 주인의식을 갖고 학습의 목표, 전개 과정, 평가에

이르기까지 적극적이고 자율적인 참여를 유도하는 수업 방식으로

변화를 이끌 수 있는 학습 매체로 부각될 것으로 기대하고 있다.

정부는 국내 서비스 로봇 시장을 육성하기 위한 방안으로 2008년

지능형 로봇 개발 및 보급 촉진법을 개정하고 2010년 제 1차 지능형

로봇 기본 계획을 수립했으며 2011년도에 범부처 로봇 시범 사업

마스터플랜을 세웠다. 이 중에서 교육용 로봇 산업의 파급 효과를 높이

평가하여 스타 브래드 제품군으로 포함시켰으며, 향후 서비스 로봇

시장에서 교육 분야에 발전 가능성을 희망적으로 분석하고 있다고 볼

수 있다. 기존의 구성주의 수업을 효과적으로 지원하기 위한 E-러닝

방식의 교육은 디지털 학습 자료나 교사 자원을 이용하여 인터넷 등

정보 통신 기술을 활용하고 학습자가 자기 주도적인 학습을 할 수

있도록 지원, 교사 학습 활동을 목적으로 한 각종 학습 내용 및 관련

학습 자원을 제공하였으나 최근에는 구성주의 교수, 학습을 촉진하기

위해 지능형 로봇을 적극 활용하는 경향이 두드러지고 있다. 지능형

로봇의 특징은 외부 환경 인식을 통한 상호 작용 및 주변 상황을

판단하여 자율적으로 이동 수업이 가능한 R-러닝 방식의 교육으로

구성주의적 패러다임이 변하게 될 것이며 아울러, 구성주의 교수,

학습을 뒷받침해 줄 수 있는 검증된 학습 콘텐츠 산업의 급속한 파급이

기대되고 있다.


로봇 활용 수업은 친밀하고 자연스럽게 조성될 수 있는 구성주의적

협동 환경을 바탕으로 창의력, 문제 해결 능력, 의사 결정 능력,

자기 성찰력 등 체계적이고 깊이 있는 사고력을 배양하게 해 주며

일상생활의 실제적인 과제와 연결 짓도록 도와 줄 수 있게 되어 과제

수행에 있어 강한 주인 의식 및 동기 부여를 촉진하는 교육적 효과를

얻을 수 있는 여러 장점을 갖게 될 것이다.

교육로봇 제품 동향

국내 업체 동향

교육 현장이나 가정 내에서 교사를 보조하여 활용되는 교사보조

로봇분야는 로봇의 친근한 외형, 쉬운 인터페이스, 다양한 교육 콘텐츠,

센서 인식 기술, 로봇과의 상호 작용 등 로봇의 전후방 산업이 융합된

대표적인 로봇 응용 분야로 초기 시장 형성에 유리하다. 대표적인 국내

업체로 유진로봇, 한울 로보틱스, 하늘아이, 이디, D2E 로보틱스, 동부

로봇, 이지 로보틱스 등이 있다.

교육용 로봇을 위한 로봇용 콘텐츠 분야는 최근 인터넷을 통해

개방형으로 제공되는 교육 서비스 및 콘텐츠 종류와 질이 폭발적으로

향상되고 있는 상황으로 로봇교육 프로그램 활성화와 깊은 연관이 되어

있는 신산업 분야로 판단된다. 대표적인 국내 업체로 한국 몬테소리,

ED, 대교 등이 있다.

교구재 로봇 분야는 사교육 및 방과 후 특기 적성 교육의 일환으로

로봇을 활용하여 사용자가 직접 로봇을 제작하고 환경과 상황의 실시간

인지 및 적응하는 지능 기술, 감지 센서를 이용한 감지 기술, 인간과

상호 작용이 가능하게 하는 휴먼 인터페이스, 대상물을 조작하여

이동하게 하는 기구 제어기술 등을 조합하여 로봇 콘텐츠를 손쉽게

개발할 수 있도록 하여 논리적이고 과학적인 사고 능력을 배양할 줄 수

있기 때문에 잠재 시장성이 크다. 국내 업체로는 로보티즈, 미니 로봇,

로보로보 등이 대표적인 기업이다.


유진로봇

유진 로봇의 아이로비 큐는 교사보조 로봇으로 뉴스, 날씨, 요리,

노래방, 영어 교육, 몬테소리 교육과 함께 외부에서 휴대폰으로

인터넷을 통해 로봇에 연결하여 실내 환경을 모니터링 할 수 있는

기능을 제공한다. 국내 50여 개 유치원 및 학원에 보급 되어 있고, 영어

보조 교사 로봇인 로보셈은 초등학교를 대상으로 한 정부 시범 사업에

참여하기도 하였다.

동부로봇

로봇 교육 사업에 2010년에 인증 로봇으로 선정되어 일선 유치원에

콘텐츠를 포함한 패키지 형태로 대당 400만원에 보급되고 있으며, 둘리

로봇 등도 있다.

한울 로보틱스

콘텐츠와 연동되어 자율 지능형 교육 기능 및 텔레프레즌스 기능으로

인간과 상호작용이 가능한 영어 보조 교사 로봇 “ 티로”를 출시하였다.

>> 그림 5-14 아이로비 큐와 로보셈

>> 그림 5-15 둘리 로봇


로보티즈

국내의 대표적인 교구재 로봇 분야 업체인 로보티즈는 로봇용 서보를

블록 완구처럼 연결하여 다양한 로봇들을 만들 수 있는 로봇 키트인

바이올로이드를 출시함. 바이올로이드는 로봇 전용 센서 모듈과 로봇

전용 서보 모터인 다이나믹셀을 구동기로 사용하고 있다. 최근 Lego

Mindstorms과 유사한 형태의 교육용 로봇 키트인 올로를 출시하여

초등학교 교육 과정을 대상으로 기본적인 모터 및 센서 조작을 하여

다양한 형태의 로봇을 만들 수 있도록 하였다.

미니로봇

미니 로봇은 각급 학교 및 교육 센터에 교육용/실습용 로봇 시스템을

개발하여 사용자 스스로 로봇 조립을 하면서 로봇에 대한 개념과

논리적인 프로그래밍 과정을 통해 창의력 개발, 논리력 향상, 흥미 유발

등을 목적의 로보노바를 출시하였다.

>> 그림 5-16 티로

>> 그림 5-17 바이올로이드


로보빌더

로보 빌더는 비전문가들도 어려움 없이 직접 모션을 만들 수 있는

GUI 환경의 소프트웨어를 제공하여 사용자가 직접 프로그래밍을 할

수 있는 모션 빌더, 모션과 소리에 대한 반응, 물체 인식에 대한 시각

반응 등을 혼합하여 로봇 동작을 프로그래밍 할 수 있는 액션 빌더 및

소프트웨어 키트를 함께 제공하는 로보빌더 키트로 HUNO, DINO,

DOGY가 있다.

로보로보

초보자용인 Robo Kids와 중급자 및 고급자용인 Robot Kit 시리즈로

구성되어 있다. 초급과정은 간단한 형태의 로봇을 직접 만들어 보는

과정을 통해 전기전자의 원리, 구조의 원리, 센서의 원리 등을 배울 수

있도록 되어 있다. 단순히 로봇의 형태 및 조립 난이도만을 기준으로

구분되어 있는 것이 단점이다. 중급 과정은 획일적인 동작 구현이 아닌

자신만의 로봇을 만들면서 스스로 창의력과 논리력, 상상력을 향상

시킬 수 있는 교육 과정으로 구성된다.

>> 그림 5-19 HUNO, DINO, DOGY

>> 그림 5-18 로보노바


하이드로젠 파워

교육용 로봇으로 축구 로봇 등 경진대회용 제품군이 있으며

라인트레이서를 포함한 손 따라하기, 불빛 따라하기 등의 기능을

갖추고 있으며 응용 모듈을 추가하면 간단히 로봇이 변신하는 ER-6

로봇 키트가 있다. 또한 최근에 교사 보조 로봇인 큐보를 출시하기도

하였다.

엑크로스

주요 제품군으로 지능형/교육용/대회용 로봇 그룹이 있으며 교육용

로봇으로 공교육용과 사교육용으로 나누어 출시하고 있다. 학생들이

직접 로봇을 제작하고 로봇을 구동프로그램을 작성하여 자신만의

로봇을 창작해 낼 수 있는 교육 과정으로 현재 전국 800여 개의

초등학교 및 중학교에서 활용 수업이 진행되고 있다. 교육용 로봇으로

Aving, I-robo 등을 출시하였다.

>> 그림 5-20 로보로보

>> 그림 5-21 큐보


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해외 업체 동향

유럽의 경우 스위스의 K-team, 영국의 Robotic Systems, 독일의

Fischer-technik, 덴마크의 Lego와 같은 전통 있는 교육 교구

업체들이 주도적으로 개발한 교육용 로봇키트를 바탕으로 본격적으로

로봇 교육을 실시하고 있다.

미국은 로드 아일랜드에서 시작된 FIRST Robotic의 교육

프로그램이 시초라고 볼 수 있으며 로봇 교육을 통해서 학생들에게

공학 분야에 대한 관심을 높이는 효과를 얻고 있으며 다양한 연령과

넓은 제품군으로 취미뿐만 아니라 공교육에도 교구재로써 적극적으로

활용하고 있다. 이는 충분한 교육 콘텐츠를 바탕에 두고 있으며

창의력, 문제 해결 능력 등 로봇을 활용한 바람직한 방향을 제시하고

있다. 미국의 대표적인 교구재 로봇 기업으로 Parallax, Robix, Vex

Robotics 등이 있으며 다양한 연령과 넓은 제품군으로 교육 로봇

시장을 주도 하고 있다.

일본은 1996년 세계 최초로 교토의 이츠 메이칸 대학에서 학부

과정에 로보틱스 학과를 도입하였으며 일본 과학 기술 진흥 사업단에서

로봇 키트를 이용한 어린이용 JST Robot 게임을 개발하는 등 각 학교

별로 재량에 따라 로봇 교육을 기본 커리큘럼으로 적용하는 방식으로

로봇 교육을 진행하고 있다. 대표적인 일본 업체로는 Japan Robotech,

Tamiya, Vstone 등이 있다.

>> 그림 5-22 Aving


중국은 2008년부터 초중고 과학 교육 활성화를 위해 로봇을

도입하면서 중국 로봇 회사들의 활동이 활발해 지고 있다. 특히,

미국이나 한국의 로봇 기업을 벤치마킹하여 다양한 저가의 로봇 키트를

출시하고 있다. 중국의 대표적인 교육 로봇 업체로 NST, JoinMax

Digital 등이 있다.

LEGO Mindstorms

덴마크 기업으로 가장 많은 교육 콘텐를 확보하고 있는 대표적인

교육용 로봇 업체로 블록 완구 업체에서 기존 단방향 적층식 블록형

완구를 확장해 Technic이라는 3차원 확장 형태의 프레임을 제공한다.

MIT 공대와 함께 컴퓨터를 이용하여 제어하는 로봇을 설계, 제작할

수 있는 로봇 과목을 개설하였으며 이론적인 내용을 적용 할 수 있는

다양한 대회를 개최하며 학교 교구재 로봇 교육 확산에 기여하고 있다.

PicoCricket

레고마인드스톱 개발진들이 별도 회사를 세워 디자인 교육용으로

출시한 Interactive Toy인 OicoCricket은 레고 부품과 연동되며

깔끔한 디자인 면에서 장점을 갖고 있다.

>> 그림 5-24 PicoCricket

>> 그림 5-23 Lego Mindstorms


Innovation First

Innovation First사의 Vexrobotics는기술 기반 중소 기업 제품으로

FIRST 재단 주최 로봇 대회에서 중고등용 교육용 플랫폼으로 활용되어

교육계의 큰 관심을 얻고 있다. 우선, 프로그래밍에 취약한 학생들의

눈높이에 맞춰 기구적인 조립과 리모콘 조작만으로 로봇을 조작할

수 있도록 제공하며 부품들의 CAD도면을 공개하여 사용자들이 직접

모델을 설계 할 수 있도록 하고 있다.

Parallax

1992년 basic stamp라는 작은 우표 크기의 마이크로 컨트롤러와

자체 스크립트 언어를 통해 누구나 쉽게 자율 이동형 로봇을 만들어

볼 수 있도록 하고 있다. 주로 간단한 wheel based 플랫폼으로

프로그래밍하면서 지속적으로 교육 프로그램을 개발하여 저렴한

가격대에서 로봇의 원리를 이해하는데 선도적인 역할을 하고 있다.

>> 그림 5-25 Innovation First

>> 그림 5-26 Parallax


Fischertechnik

피셔테크닉은 1965년 독일에서 개발되어 오랫동안 공학 교육

시스템으로 사랑을 받아 오고 있다. 프로파일 형태의 막대를 6면으로

접합 할 수 있도록 하여 레고에 비해 견고한 장점과 함께 컴퓨터

프로그래밍 키트를 개발하여 로봇 교육용으로 영역을 확장하고 있다.

Valiant Technology

영국의 유치원에서 널리 활용되는 로봇으로 귀여운 인상에 외부에

드러난 버튼을 누르면 간편히 프로그래밍을 할 수 있는 가정용 청소

로봇 형태의 Roamer를 이용해 교실에서 수행 할 수 있는 유아 및

초등학생을 대상으로 다양한 커리큘럼을 제공하고 있다.

>> 그림 5-27 Fischertechnik

>> 그림 5-28 Roamer


교육로봇 시장 진입전략


시장경쟁 현황

현재 우리나라는 세계에서 교사보조(서비스)로봇의 상용 제품 출시에

가장 적극적인 선도국이라고 할 수 있다. 특히 우리나라에서 출시되는

제품은 콘텐츠를 적극 결합한 학습기능(사용자의 지식습득) 지원을

강조하고 있다. 미국, 유럽, 일본은 교사보조로봇이 주로 자폐증이나

치매의 재활교육, 쓰레기 재활용이나 보건교육과 같은 이벤트 교육,

병상아동의 대리출석, 육아보육시 부모분신 등에 활용되어 대화상대나

친구 등의 관계형 역할기반의 로봇개발기술에 강조를 두었는데 이는

분명 ‘학습’ 중심의 우리나라의 상황과는 차이가 있는 것이다. ‘학습’과

관련해서도 미국 캘리포니아대학의 RUBI, 일본 ATR사의 Robovie와

같은 사례들은 유아나 초등학교 학생의 상호작용을 통한 동기유발에

주로 초점을 맞추고 있다.

우 리 나 라 교 사 보 조 로 봇 의 대 표 제 품 으 로 는 유 진 로 봇 의

아이로비Q와 동부로봇(다사로봇)의 제니보이를 들 수 있다. 두 제품은

교육과학기술부가 추진하는 유치원 로봇교육 사업(R러닝사업)에



2010년에 인증로봇으로 선정되어 이후 일선 유치원에 콘텐츠를 포함한

패키지 형태로 대당 400만원(강아지형인 제니보는 2대)에 보급하고

있다. 두 제품 모두 2005년 ‘국민로봇사업단’의 국민로봇 보급제품

4종에 포함되었던 기종으로, 이후 기능 강화 및 교육용 콘텐츠 결합을

통해 국내 교사보조로봇 시장을 선점해 나가고 있다.

한편 영어교사 보조로봇으로는 유진로봇의 로보셈과 KIST의

잉키·메로가 있다. 이들 제품은 초등학교를 대상으로 한 정부시범사업

단계(잉키는 2010년 하반기, 로보셈은 2011년 상반기)에 있고,

유진로봇의 경우 2013년까지 국내에 3천대 판매를 목표로 하고 있는

것으로 알려지고 있다. 이처럼 콘텐츠와 연동된 자율지능형 교육 기능

또는 텔레프레즌스(Tele Presence) 기능인 인간과 상호작용이 가능한

제품으로는 한울로보틱스의 티로, 하이드로젠파워의 큐보, 이디의

유로보, 동부로봇의 둘리로봇, 삼일CTS의 바니 등이 있으나 아직 상용

제품을 본격 출시하지는 못하고 있다.

교구로봇의 경우에는 덴마크 LEGO사의 Mindstorms가 전세계에서

가장 많이 보급·활용되고 있다. MIT Media Lab과 1986년부터

공동개발하여 1998년 제품을 첫 출시한 이래 제품 기능의 발전과

함께 가장 풍부하고 체계적인 교육커리큘럼을 보유하고 있는 것으로

평가된다. 그 외에 미국 Innovation First사의 VEXrobotics,

Parallax사, 독일의 Fischertechnik 등의 로봇키트도 어느 정도 시장

점유율을 차지하고 있다. 이 밖에 영국 Valiant Technology사의

Roamer는 키트형 교구는 아니나 27개국에 25만개가 판매되는 등 큰

인기를 얻었는데, 이것은 가정용 청소로봇과 같은 형태로 어린이들이

로봇의 행동을 입력하고 다양한 문제를 해결하게 하는 프로그램들이

결합되어 있다.

국내 교구로봇 시장은 기술적 진입장벽 자체가 그렇게 높지 않은

것으로 판단되며, 현재 관련 업체만 10여개가 넘는다. 주요 기업으로는

로보로보, 로보티즈, 미니로봇, 카이맥스, (주)SRC 등이 있으며,


커리큘럼과 교육프로그램을 자체 또는 대학과 협력하여 운영하고 있는

곳이 많다. 이밖에도 통신사를 대표하는 KT와 SKT도 로봇교육시장에

진입하여 격돌하고 있는 양상을 보이고 있는데, SKT의 알버트와 KT의

키봇으로 국내외에 제품을 출시하여 시장을 열어가기 시작하고 있다.

시장진입 전략

최근 우리사회는 미래생활에 대한 욕구와 함께 불완전한 산업환경을

바꾸기 위한 다양한 변화를 시도하고 있다. 특히 지속 가능한 성장을

이끌어 내는 동력원을 찾아내어 드라이브하기 위해 선진국을 중심으로

많은 연구와 시도가 이루어지고 있다. 이러한 환경 속에서 오늘날 다양한

형태의 로봇이 우리의 생활 속으로 속속 도입되고 있다. 아무튼 로봇은

예전의 딱딱한 기계에서 벗어나 인간과 친구가 되고 생활을 보조해 주는

로봇으로 이제 우리와 당당히 동일한 위치에서 1인 1로봇 Pax Robotica의

로봇 빅뱅시대를 불러오고 있다. Pax Robotica이란 로봇에 대한 활용이

산업이나 군사영역에서 가정 사회영역으로 확장되어 안정된 주도권을

확보한다는 의미를 가지며, 로봇이 인간이 수행하기 어려운 일이나

위험한 상황이 아닌 인간 생황에 도움을 주는 보조적인 역할을 감당함을

의미한다. 현재 일반가정에 보급되어 보편화된 청소로봇(로봇 청소기)과

같은 초기 모델이 아니라 사람을 보조해주거나 친구(또는 배우자) 역할을

하는 로봇의 등장을 의미하는 것이다.

특히 미래를 연구하는 학자들은 최근 인간의 수명이 길어지면서

사람이 아프거나 불편하면 로봇이 곁에서 함께 생활하면서 죽기

직전까지 보조해 주는 역할을 하게 될 것으로 예측하고 있다. 우리

사회만 보더라도 향후 급격한 고령화와 저출산으로 인한 노령인구

증가와 젊은 노동력 감소는 어쩔 수 없이 선택할 수 밖에 없는

서비스로봇일 것으로 생각된다. 뿐만 아니라 최근 등장하고 있는

간병로봇 외에도 가정은 물론이고 학교, 병원, 공연장, 공항, 대형

음식점 등에도 그 기능이 증대되어 활동영역을 넓힌 서비스로봇이


새로운 영역의 세상을 열어나갈 시기도 머지않아 보인다. 이러한

측면에서 우리에게 가까이 다가오고 있는 교육로봇은 새로운 기대를

위한 시장진입과 확대를 위해 주변 환경 모니터링과 함께 필요한

전략과 수정보완이 이루어져야 할 것이다. 따라서 에듀테인먼트

로봇산업을 이루는 가치사슬의 현황분석과 진입전략이 필요하다.

교육로봇 산업의 가치사슬 현황

기술공급자는 로봇 및 교육 콘텐츠 관련 원천기술을 담당하며, 국내

연구기관의 경우 주로 미래지향적 상호작용기술을 집중 연구하고

있다. 국내 교구로봇 제작사의 경우, 로봇키트, 프로그램용 SW, 교육

콘텐츠, 교육서비스 및 유통을 한 기업이 모두 담당하며, 특히 많은

기업이 유사한 저가 HW를 만들고 있다. 콘텐츠 플랫폼은 국책과제를

통해 많은 기술을 확보한 상태이나, 이러닝 콘텐츠와 차별화된 로봇

콘텐츠만의 특성 부각이 부족하며, 로봇 콘텐츠 전문기업도 거의

전무하다. 서비스 사업자는 네트워크 기반으로 로봇 콘텐츠 사업을

진행하는 플랫폼 사업자, 로봇학원 등 교육서비스 사업자, 로봇 및

콘텐츠 유통 사업자 등이 활동 중이다. 학교 정규교육에서 로봇이

활용되면 교육과학기술부가 대규모 교육서비스 사업자의 역할을 할

수 있으나, 현재 국내의 가치사슬은 주로 사교육을 중심으로 형성되고

있다. 부품 및 부분품은 연구소와 대학에서 핵심원천기술을 개발 및

공급하고 있으며, 아직까지 개인서비스 로봇을 위한 대부분의 부품 및

부분품 사업자는 중소기업으로 충분한 기술력을 보유하지 못하고 있어

시장의 수요에 부응하지 못하고 있다.

교육로봇 산업의 진입 및 확대 전략

지금까지의 여러 가지 교육로봇에 대한 국내외 시장, 가치사슬 관계

등을 고려하여 다음과 같은 2가지 전략을 제시하고자 한다.


기업 시장진입 전략(I)

- 제품전략(체험형 교육로봇)

·�교육용로봇은 교육커리큘럼, 교재, 교안 등과 같은 양질의 콘텐츠

확보가 중요하므로 콘텐츠 업체와 연계하여 교육 시스템을

개발한다.

- 시장진입 확대 전략

·�교육용로봇은 교육 커리큘럼 교재 교안 등과 같은 양질의

콘텐츠 확보가 중요하므로, 이를 위하여 과학, 기술, 수학 등의

정규 교과에 적용 가능한 교육용 로봇을 활용 교육계획안 및

교재/교구를 개발한 후 실효성 검증을 위해 교육용로봇 시범학교를

선정하여 시범사업을 추진한다.

·�오락용 로봇 산업은 시장 초기 단계로 현재의 소비자들이 대부분

마니아임을 감안하여 마니아층을 확대시키기 위한 인식확산 전략

구사가 필요하다. 이의 일환으로 국내에서 열리는 로봇경진대회를

세계대회 수준으로 격상 시키고, 나아가서 저명한 국제대회를

국내에 유치하는 노력도 필요하다.

·�오락용 로봇의 경우 현재 단순 경진대회 참가용으로 국한되어 있는

활용처를 확대하는 전략이 필요하며, 이를 위해 로봇공연 분야의

경우 대형테마파크, 대형공연 경험과 기술을 갖춘 대기업의 참여를

유도하여 복합문화콘텐츠 서비스 사업자로 전환시키고, 나아가서

전시, 아케이드게임, 애니메이션 캐릭터로봇 분야까지 적용 분야의

확대를 진행한다.

- 수출전략맵

·�양질의 교육 서비스에 대한 수요가 높아질 중국·인도 등 대형

시장으로 수출을 꾀한다.

·�K-Pop과 함께 한류문화 및 한류교육을 묶어서 마켓팅을 확대해

나간다.

- 비즈니스 모델 혁신 전략


·�교육보조용 로봇은 전문 콘텐츠 확보를 위하여 전문 교육기관,

기업과의 공동 마케팅 추진을 통한 학교 대학 학원을 대상으로

B2B 경쟁력을 강화하고, 교육용/오락용 로봇은 소비자 대상(B2C)

산업으로 사용자 콘텐츠 확보를 위하여 콘텐츠 전문기업, 캐릭터

기업 등과의 연계를 통한 혁신 상품을 개발한다.

·�입시열과 영어교육열이 뜨거운 국내 시장상황을 감안, IT

기기(모바일) 또는 온라인을 활용해 입시 및 영어교육 사업을

진행하고 있는 기업(메가스터디, 스카이에듀, YBM, 확인영어사

등)들의 양질의 컨텐츠와 교육용 로봇과의 융합을 추진한다.

·�콘텐츠를 바꿔 주기만 하면 고객층(유아, 초·중·고)과 용도(교육용,

오락용, 애완용)가 바뀔 수 있는 콘텐츠 호환이 가능한 로봇

플랫폼의 개발이 필요하다.

·�‘놀이+게임+교육’을 접목한 새로운 교육용로봇 개발을 위해

완구업체 및 게임 업체들과의 사업 제휴 및 M&A 장려를 통한

글로벌 전문 기업을 육성한다.

(사례) 덴마크의 장난감 회사인 LEGO group이 MIT 공대와 함께

컴퓨터를 이용하여 제어하는 로봇인 'LEGO Mindstorms

NXT'를 개발하였다.

·�고령친화 로봇 도우미 시스템과 인간형 가사도우미 로봇 등 서비스

대상은 1인 또는 소수에 국한되나 높은 가격과 사후 관리 등이

도입의 장벽으로 작용하므로 리스 또는 렌탈 제도 등 구매 장벽을

낮추는 비즈니스 모델 도입이 필요하다.

- 기타 전략

·�IT 인프라와 개인용 정보화 기기의 확산에 발맞춰, IT 기기와

로봇 기술을 접목시킨 새로운 로봇 출시를 통해 신시장 창출을

모색한다.

·�국내 시장 확대에는 공교육의 참여가 필수적이므로 로봇을

가르치려하기보다 교육에 활용되는 로봇의 관점에서 접근, 일반


교과의 실습활동에 성공적으로 로봇을 활용하는 스타 교사 및

전문교사 양성이 필요하다.

시장육성 및 진입 전략(II)

- 국내 중소 로봇 업체들은 최근 개인 서비스 로봇 시장에 적극

공략하고 있으며 단기간에 활성화 가능한 분야로 교육용 로봇

시장에 집중하고 있으나 막대한 초기 투자 그리고 늦은 수요

성장으로 인해 중소기업주도 개발에는 한계가 있다. 따라서 투자

대비 시장의 갭을 해소하는 비전이 필요하다.

- 공공부문에서 교육용 로봇은 1만 1천개의 초중고 및 3만 여개의

유아교육기관에서 활용 될 수 있는 거대한 잠재 시장을 보유 하고

있고 세계 최고 IT 인프라를 바탕으로 시장 선점 가능성 높은

분야로 대상자 별 제품 개발, 기술 개발 그리고 표준화 콘텐츠

구성을 정립하여 차별화된 교육 서비스를 위한 정책이 필요하다.

- 교육용 로봇 시장이 향후 성장함에 따라 교육기기용 보조장치

시장의 상당수를 대체할 것으로 판단되며, 하드웨어적인 로봇

분야의 시장 성장과 병행하여 관련 교육 서비스 콘텐츠를 포함한

소프트웨어 시장이 교육용 로봇 시장의 핵심으로 현재 우리나라의

경우 정보서비스 기술, 영상 스트리밍, 임베디드 소프트웨어,

미들웨어 및 네트워크 기술, 차세대 PC 기술 등 관련 인프라 및

하드웨어 기술은 상당한 수준까지 발전하였지만, 로봇용 SW

콘텐츠 인프라 확보차원에서 추가적인 기술적 진보와 혁신이

필요할 것으로 분석된다.

- 교육 로봇의 확산을 위해 시범 사업의 지속적인 수행으로

학생들에게 로봇 문화 및 노출 빈도를 높이는 방안이 필요하다.

또한, 교육 로봇의 효용과 고객 욕구 충족을 높일 수 있는 로봇

서비스를 도출하는 노력이 있어야 한다.

-교구재 로봇 시장의 경우 충분한 교육 콘텐츠를 바탕으로 폭넓은


연령층과 다양한 교육 내용을 포함하고 있는 범용 로봇 키트로 개발을

유도하고 실생활에 있는 대상을 로봇으로 제작하여 경험해 볼 수

있도록 개발 방향이 전환되어야 하며 로봇을 활용한 교육 효과에

대한 연구 및 로봇 교육의 창의력과 문제 해결력에 미치는 영향 등이

반영되도록 연구가 병행되어야 한다.

- 교육용 로봇 시장은 대부분 로봇 키트류의 교구재 로봇이 차지하고

있으며 세계 시장에서 금액 기준으로 절대 비중도가 높지 않은

실정이다. 이는 현재 교육용 로봇이 교구용 또는 완구용의 저가

제품들이 다수를 차지하고 있는 요인이기도 하다. 따라서 정부는

교육용 로봇 시장의 잠재 수요가 높은 현장에서 확실히 검증하고

향후 시장 확대와 세계 시장 선점을 기대할 수 있는 시범사업들을

지속적으로 추진하여 교육용 로봇 산업 육성 계획을 모색해야 한다.

- 향후 교육용 로봇은 콘텐츠의 질적/양적 차이에 따라 경쟁력을 갖게

될 것이기 때문에 현재 교육용 로봇에 필요한 학습 콘텐츠에 대한

지속적인 다양성 확보 노력과 표준화된 콘텐츠를 정립함으로써

교육용 로봇 콘텐츠 시장 확보가 중요하다.

결론 및 시사점

우리나라 로봇산업은 외환위기를 전후로 정체되었으나, 2000년대

들어 신성장 동력산업 지정, 지능형 로봇개발 및 보급 촉진법 제정을

계기로 비약적으로 발전하고 있다. 고성장의 생산비중은 제조업용

로봇과 개인 서비스용 로봇 순으로 높게 나타나며, 세부 품목은

자동차와 부품, 전기전자업체 내 공정용 로봇과 청소용, 교육용 로봇이

주를 이루고 있다. 미국 경제위기 이전에는 생산설비 확대를 중심으로

투자하였으나, 최근 연구개발 설비에 우선 투자하는 등 핵심기술

확보에 나서고 있는 것으로 나타났다. 그러나 산업 내 중소기업 비중이

여전히 85%에 달하며, 민간의 자체 투자비율도 매출액에 비해 점차


낮아지고 있는 실정이다. 수출은 제조업용 로봇과 개인서비스용

로봇을 중심으로 이루어지고 있고, 수입은 감소하는 추세이다. 다만

로봇 부품과 부분품의 경우 수출이 감소하고, 수입은 증가하고 있어

핵심부품의 국산화율 제고가 시급한 것으로 나타났다.

향후 로봇의 수출을 보다 확대하고 세계적인 경쟁력을 확보하기

위해서는 수출전문 기업의 육성, 다양한 제조로봇 수요 대응, 핵심기술

및 부품 국산화와 함께 대기업의 진입 유인책을 통한 세계시장

수출확대 방안이 필요한 것으로 판단된다. 특히 마이크로소프트사 등

거대 IT업체들과 로봇업체들은 에듀테인먼트 로봇시장이 초기 PC

보급사례와 유사한 형태를 보이고 있음에 주목하고 있다는 점을 눈여겨

보아야 한다.

TIME(2010년)지는 KIST의 영어교육로봇을 그해의 50대 발명품으로

선정한 바 있다. 기술적 성취도도 관심을 받았겠지만, 무엇보다

로봇을 개발하게 한 ‘필요’(3만 명으로 추산되는 ‘수입’ 영어교사 비용

절감)와 이를 해결하기 위해 내세운 기술적 해결책이 갖는 ‘과감성’이

결합한 정부주도의 적극적 시장조성 노력에 세계가 주목한 것으로

판단된다. 로봇교육(R-러닝)이 기존의 e-러닝, u-러닝 방식보다도

학습자의 실재감과 몰입감을 높이는 긍정적 효과가 있음을 보여주는

연구결과들은 꾸준히 나오고 있지만, ‘잠재시장’ 크기를 강조하고

로봇이 기존의 교육매체, 나아가 심지어는 사람(교육자)을 대체할

수 있다는 과도한 기대감이 시장을 지배한다면 이는 오히려 관련

시장을 장기적으로 위축시키는 역효과를 낼 수도 있다는 점을 정부와

관련업계는 주의를 기울여야 한다. 왜냐하면 교육서비스는 구매자의

기대치가 워낙 높고, 구매효과에 대한 민감도도 높기 때문에 과도하게

형성된 기대감이 어느 정도 충족되지 못할 경우 오히려 관심이 급속히

떨어질 수 있기 때문이다.

현재 교육용 로봇 관련 기술수준은 미국(100%) 대비 평균 88%이며

특히 센서, 구동, 인공지능 기술력이 높지 않은 것으로(전자부품연구원


2011, "교육용 로봇“) 평가되고 있다. 이러한 여건에서는 자칫 과거

가정 청소용 로봇이 시장 형성 이후 소비자기대를 충족시키지 못하는

기술수준으로 상당기간 침체를 겪었던 상황이 재연될 수도 있다. 또한

교육용 로봇에 참여하는 기업들이 모두 중소기업 위주인 상황에서 시장

성장이 지나치게 정부정책에 종속되어 있는 상황은 기업의 경쟁력을

약화시킬 수 있는 요인으로 등장할 수도 있다. 이러한 상황에서 정부는

시장영토를 키우기 위한 보급관련 정책과 함께, 로봇제조업체 뿐만

아니라 콘텐츠 제작, 서비스플랫폼, 교사/학생 등의 수요자를 포함하는

주체들이 상호 육성·발전되는 이른바 ‘생태계’ 활성화를 위한 다양한

정책을 개발·추진할 필요가 있다.

ABI리서치는 최근 2012년 16억 달러인 서비스 로봇시장은

2017년에는 65억 달러에 이를 것으로 전망하고 있다. 서비스 로봇과

산업용 로봇을 합한 시장은 2016년에 200억 달러에 이를 것이란

전망을 내놓고 있다. 한편 산업통상자원부에서는 2012년에 ‘로봇

미래전략 2013-2022’를 발표하여 2011년 2조원 시장을 2022년까지

25조원 시장으로 로봇산업을 육성하겠다는 의지를 천명한 바 있다.

이를 기회로 교육용 로봇시장도 강력한 정부 드라이브에 힘입어 신산업

창출의 기둥으로 성장할 수 있기를 기대해 본다.


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교육로봇 생태계 환경과 시장 진입...

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