[2022 로봇미래전략컨퍼런스]인간-로봇-디지털협업 확대를 통한 제조혁신방안은?

▲ 토크쇼 행사 모습

‘2022 로봇미래전략컨퍼런스’에선 오후 첫 번째 세션으로 ‘인간-로봇-디지털 협업 확대를 통한 제조 혁신 방안은?’이란 주제로 토크쇼가 진행됐다. 

이번 토크쇼는 조혜경 한국로봇학회장(한성대 교수)이 좌장을 맡았으며 박성주 유진로봇 대표, 정홍범 HMGICS(현대차 싱가포르글로벌혁신센터 대표(전무), 권인소 KAIST 교수, 안종배 국제미래학회/인공지능메타버스포럼 회장, 오상록 KIST 방역로봇사업단장, 황정훈 KETI 지능로보틱스연구센터장이 패널로 참여했다. 이날 토론회는 패널들이 3분 가량 발제를 하고 이어 본격적인 토론을 진행했다. 주요 내용을 소개한다.

박성주 대표

▲ 토크쇼 발제 발표중인 유진로봇 박성주 대표

제조환경 패러다임이 변화하고 있는 배경에는 여러 요인이 있는데, 먼저 전통적 시장 창출 방식의 한계를 지적할 수 있다. 시장 환경 및 소비자의 취향, 요구 및 수요의 급격하고 불연속적인 변화가 생기고 있으며 시장 예측이 어려워졌다. 기존 산업은 공급 과잉에 따른 무한 경쟁으로 위기를 맞고 있다. 

제조 분야의 패러다임 변화는 '고객요구-기획-개발-구매-생산-판매단계'의 혁신을 요구하고 있으며 'enabling technology'를 통해 유연성, 신속성, 생산성의 극대화를 요구하고 있다. 또한 사용자 경험 및 참여의 확장을 필요로 하고 있다. 5G네트워크에 기반한 (공유) 스마트 팩토리 전략도 필요하다. 그럼에도 불구하고 데이터보안, 서비스와 비즈니스 모델, 샌드박스을 통한 파일롯 운영 등에 대한 고민이 필요하다.

정홍범 대표

▲ 토크쇼 발제 발표 중인 현대차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터 정홍범 대표

현대차는 미래 고객 중심 제조 플랫폼 전환을 위해 메타스마트 팩토리를 지향하고 있다. 모든 것을 데이터화하고 데이터 분석을 통해 낭비 요인을 줄이고 최적화한다는 목표다. 특히 확장성을 갖고 유연성을 갖는다는 게 큰 방향성이다.

상품의 다양성을 확보하되, 제조원가 최소화를 통해 수익성을 확보해야 한다. 자율운영, 데이터분석을 통해 물리공간에 대한 데이터의 시각화가 필요하다. 또한 통합관리 플랫폼을 구축하고, 가상 시뮬레이션과 최적화 기반 모바일 로봇 통합제어를 구축해야 한다. 스마트 팩토리를 통해 진화한 자동차 상품을 생산할 수 있어야 하며, 종합적인 아키텍처와 하드웨어들이 추가되어야 한다. 확장성을 만족시키기위해선 표준화가 또한 중요한 과제가 될 것이다.

현대차는 로봇-인공지능-IT시스템기술융합을 통해 메타 스마트 팩토리 기반 ‘조종된 자율성(Coordinated Autonomy)’ 기술 역량 확보를 위해 노력하고 있다. 정보의 시각화를 위해 스팟의 암(arm) 카메라 취득 이미지로 AI 조립품질 검사기술을 개발하고 있으며, 리소스 통합제어를 위해 모바일 로봇통합관제 기술을 개발하고 있다. 로봇-인공지능-IT시스템 술융합을 통해 메타스마트 팩토리 기반 '조종된 자율성' 기술 역량을 확보해야 한다. 

서버에서 전체적인 좌표를 지정하고 현장 로봇들은 '슬래이브화'시켜서 활동하는 개념으로 제어시스템을 개발하고 있다. 심리스 커뮤니케이션 지원을 위한 통신 기술과 모바일 통합제어 기능을 구현해야한다.  마지막으로 한가지 제안한다면 시장 기대치 대비 미성숙 메타팩토리 기술에 대한 산학연 공동 대응및 연구가 필요하다고 본다.

권인소 교수

▲ 토크쇼 발제 발표중인 KAIST 전기및전자공학부 권인소 교수

제조 현장의 디지털 전환을 위해 인간-로봇 협업을 위한 핵심 기술 확보와 로봇-디지털 협업을 위한 핵심기술 확보가 필요하다. 하지만 우리나라를 보면 지능형 로봇 분야의 전문 인력 부족 현상이 심각하다. 특히 최근 시장이 크게 형성되고 있는 물류로봇의 경우 소프트에어 인력이 절대적으로 부족하다. 

우리 대학의 로봇 교육과정을 미국 카네기멜론대학(CMU)과 비교해보니 CMU는 60여명의 교수와 283명의 연구원 인력을 보유하고 있는데 KAIST는 35여명의 교수와 극소수의 연구원이 존재한다. 교과목도 카네기멜론은 매니퓰레이션, 수학, 통계, 학습로봇, 바이오 로봇 등 29개 과목이 있는데 카이스트는 교수가 가르칠 수 있는 분야를 중심으로 교육한다. 이런 패러다임을 바꾸지 않으면 사상누각이 될 수밖에 없다.

지능형 시스템을 위한 인공지능, 협업을 위한 클라우드 로보틱스, 로보틱스와 메타버스 융합이 필요하고 이 분야의 인력을 집중적으로 양성해야 한다.

안종배 회장

▲ 토크쇼 발제 발표중인 국제미래학회/인공지능메타버스포럼 안종배 회장

포스트 코로나 문명대변혁이 일어나고 있다. 4차산업혁명이 가속화하면서 초지능 초연결 초실감 사회가 오고 있다. 다른 한편으로는 휴머니즘이 중시되면서 ESG경영과 맞춤 생산이 강화되고 있다. 언택트 존재, 스마트 플랫폼, AI 퍼스널 강화를 통해 메타지능을 갖춘 자율공장으로 패러다임을 변화해야 한다. 국내 로봇 산업 미래 성공 전략을 위해 ‘차차차 전략’으로 대비해야 한다. 차차차는 체인지, 챌린지,챈스를 의미한다. 미래 변화를 예측해 미래를 준비하고 도전하면 변화는 기회가 된다.

오상록 단장

▲ 토크쇼 발제 발표중인 KIST 오상록 방역로봇사업단장

디지털 전환으로 산업간 경계붕괴 , 새로운 제조기반 서비스 발생 등 산업형태의 변화가 생기고 있다. 디지털화를 위해선 데이터에 접근해야하는데, 대상이 되는 현장 데이터를 갖고 있는가라는 관점에서 볼 때 우려되는 부분이 있다.

초연결,디지털 전환시대에 맞는 새로운 로봇 패러다임으로 하드웨어 중심에서 ‘소프트웨어적으로 정의된 로봇(SDR,Software Defined Robot)’으로 전환해야 한다. 과거 로봇들은 정해진 환경에서 운영하기 때문에 불확실성이 없었다. 하지만 이제는 로봇과 사람이 협업하기위해선 제조업을 넘어 배달, 방역, 서빙 등 분야에서 변화가 많이 생기고 있다. 정해지지않은 환경을 고려해야 한다. 환경변화에 따른 불확실성이 높은 분야를 디지털화해야한다는 것이다. 

데이터와 네트워크, 그리고 불확실성을 다룰수 있는 인공지능을 잘 활용해야 한다. '로봇+인공지능'을 통한 전산업의 로봇화가 이뤄져야하는데, 이를 위해선 RaaS 서비스 플랫폼 개발에 대한 연구가 이뤄져야 하고, SDR에 인공지능을 결합해야한다. 메타 모델에 대한 연구도 필요하다. 특히 AI를 잘 활용해야 한다.

황정훈 센터장

▲ 토크쇼 발제 발표 중인 KETI 지능로봇연구센터 황정훈 센터장

생산성 측면에서 로봇 도입은 필수적이다. 1993~2007년 사이 여러 제조분야에 로봇을 사용한 결과 17개 국가에서 생선성과 GDP의 연간 성장률이 각각 0.36%와 0.37% 증가한 것으로 분석됐다. 로봇 기술은 대표적인 범용기술(GPT)인 증기기관의 영향을 상회하는 것으로 나타났다. 로봇 기술이 영향력이 IT의 영향력에 못지않다는 분석이다.

인력 대비 로봇 도입 비용은 지속적으로 하락하고 있다. 로봇 도입 비용을 구체적으로 살펴보면 로봇 자체 비용보다는 주변기기와 시스템통합(SI) 비용이 많은 부분을 차지한다는 것을 알 수 있다. 로봇은 전체 도입 비용의 25% 정도다. 따라서 주변기기와 SI, 이런 부분의 비용을 줄여야 전체 로봇 도입 비용 줄일 수 있다.

로봇을 잘 활용하려면 '쉬운 사용'과 비용 저감 등이 필요하다. 로봇 도입시 전문가의 튜닝 과정이 필요한데 여기에 시간이 상당히 소요된다. 인공지능ICT기술융합 기술을 활용하면 로봇의 쉬운 사용이 가능해진다.

조혜경 회장(좌장)

▲ 좌장을 맡은 한국로봇학회 조혜경회장

패널들께서 발표해주신 발제를 잘 들었다. 로봇은 대표적인 융합기술인데, 인간-로봇-디지털 기술 협업이란 주제가 매우 흥미롭다. 디지털 대전환 시대를 맞아 제조는 어떻게 변화하고 있는가, 그리고 핵심적인 툴은 무엇인지 살펴보고자 한다. 먼저 디지털 전환시대에 제조업의 패러다임이 어떻게 변화하고 있는지 말씀해 달라.

박성주 대표

▲ 유진로봇 박성주 대표

수요가 공급보다 많으면 생산 시스템이 단순하다. 컨베이어시스템이면 된다. 하지만 4차혁명시대에는 컨베이어시스템과 페이퍼(종이)를 없애야 한다. 컨베이어시스템이 있으면 다품종 소량생산에 걸림돌로 작용한다. 컨베이어 시스템을 대체하는 것이 바로 유연성이다. 인공지능 기술이 유연성 확보릉 위한 핵심적인 도구다. 장비의 다운타임을 미리 예측하고 없앨 수 있는 방안으로 디지털 트윈 등을 검토할 수 있다. 불량 제품이 생산되기 전에 미리 감지할 수 있다면 제조비용을 줄일 수 있다. 또 부품이 적시적소에 공급된다면 심리스 제조현장이 가능해질 것이다. 유연성과 신속성을 확보하는 방향으로 제조환경이 변하고 있는 만큼 대응책을 서둘러 마련해야 한다.

정홍범 대표

▲ 줌을 통해 토크쇼를 하고 있는 현대차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터 정홍범 대표

변화할 수밖에 없는 동인이 있다. 고객들이 자동차 구입하기보다는 서비스를 이용하는 방향으로 바뀌고 있다. 자율주행자동차가 보급되면 공간(스페이스)에 대한 요구가 증가할 것이다. 소비자들은 스페이스를 구입하는 것이며 이에 맞춰 대량생산에서 맞춤형 생산으로 갈 수밖에 없다. 따라서 기존의 컨베이어시스템으로는 불가능하고. 인공지능을 갖춘 생산이 필요해진다. 자동화에서 자율화 생산 쪽으로 변화하고 있다.

안종배 회장

▲ 국제미래학회/인공지능메타버스포럼 안종배 회장

코로나는 위기이자 기회다. 코로나로 인해 4차 산업 혁명의 핵심적인 기술이 발전하고 있는데 최소한 5년 정도 앞당겨졌다고 본다. 특히 지능형 로봇이 생산성 향상에 기여했다는 평가가 있다.

조혜경 회장

성공적인 인간-로봇-디지털 협업을 위한 혁신적인 툴은 무엇이라고 생각하는가?

권인소 교수

▲ KAIST 전기및전자공학부 권인소 교수

새로운 기술의 핵심은 결국 사람이다. 우리는 그동안 인력 양성을 위한 고민이 부족했다. 하지만 우리가 갖고 있는 잠재력이 크다. 정부도 인공지능 인력 양성에 공격적으로 나서고 있어 고무적이다. 인공지능, 특히 데이터에 대한 전문인력이 필요하다. 데이터를 체계적인 분석을 할 수 있어야 인간-로봇-디지털 협업이 가능하다.

오상록 단장

▲ KIST 오상록 방역로봇사업단장

그나마 로봇이 잘 활용되고 있는 제조를 넘어서 다른 분야까지 로봇을 확산하기위해선 자연스럽게 인간과 로봇 협력문제가 부각될 수밖에 없다. 제조분야에서도 변화의 키워드는 유연성과 적응력, 민첩성이다. 공통적으로 직면하고 있는 불확실성을 해결해야 하는 것이다. 인간과 로봇이 같은 공간에 있는 순간부터 불확실성 문제가 생기는데, 이를 해결해야 한다. 데이터 사이언스 분야가 핵심 키를 쥐고 있다. 로봇이 인공지능을 활용할 수 있는 준비가 되어있어야 하며 소프트웨어 정의 로봇으로 바뀌어야한다. 테슬라가 왜 '소프트웨어 정의 차량'으로 갔는지를 갔는지 이해해야한다. SDR(소프트웨어적으로 정의된 로봇:Software Defined Robot)이 전산업의 디지털화를 위한 핵심적인 스킬이고, RaaS와 서비스화가 수반되어야 한다.

황정훈 센터장

▲ KETI 지능로봇연구센터 황정훈 센터장

유연성과 속도 측면에서 로봇은 지금까지 그렇지 않았다. 현장에서 로봇화하려는 시도를 하고 있는데 유연성과 속도 측면에서 그 방법이 아닐 수도 있다. IoT, IT 등 다른 분야 전문가들도 함께 해야한다. 메타버스와 가상현실(VR) 등 기술을 활용하면 보다 안전해질 수 있다. 다른 분야 전문가들과 협력해 로봇을 잘 쓸 수 있는 방안을 연구해야 한다. 제조에서 그동안 로봇에 투자하는 게 유리한 환경이었는데 이제는 제조에서 활용한 방법을 다른 산업으로 확산해야할 것이다.

박성주 대표

의사결정의 관점에서 보면 우리는 아직도 페이퍼에 의존한다. 데이터 생성과 분석이 자동으로 이뤄지면 의사결정 단계에서 사람이 결정할 수 있을 것이다. 회사내 공정, 장비들이 하나로 연결되어야 하는데 5G 등과 연결해 하나로 결집해야 협력이 가능해진다.

권인소 교수

그동안 내이비게이션 기술이 물류로봇, 로봇 청소기 등에서 선순환 요인으로 작용했다. 제조혁신이 이뤄지려면 로봇의 한계를 이해하고 대안을 마련해야 한다. 내비게이션 다음은 인공지능이 중요하다고 얘기한다. 기초가 튼튼하지 않으면 기술적인 돌파가 일어나지 않는다. 인공지능도 작은 아이디어가 바탕이 되어 발전했다. 실질적으로 인공적인 기술의 혁신이 이뤄지면 제조 분야 혁신도 이뤄질 것이다.

오상록 단장

아직은 인공지능이 발전한 상태는 아니니 SDR로 바꿔 현장에서 적용해야 한다. 특히 서비스화가 중요하다. 서비스화를 잘 하려면 플랫폼 개념이 들어갈 수밖에 없고 RaaS가 필요하다.

조혜경 회장

마지막으로 로봇산업 발전을 위한 제안이 있으면 말씀을 해달라.

박성주 대표

지금까지는 로봇산업을 하나의 산업이란 관점에서 봤는데, 이제는 로봇이 기존 산업을 위한 혁신 수단이라는 관점에서 고민할 필요가 있다. 로봇이 기존 산업 분야에 들어가서, 기존 산업을 혁신해야 한다. 로봇업계가 개별 사업군으로 들어가 협업하는 게 필요하다.

권인소 교수

로봇산업 활성화 관건은 킬러 애플리케이션의 등장이 절실하다는 것이다. 삼성 등 대기업들이 로봇 산업 진출에서 알 수 있듯이 조금만 기다리면 분명 1인 1로봇 시대 올 것이다. 그러기 위해선 로봇이 특정한 분야에서 특정한 역할만 하는 것에서 벗어나야 한다. 또 사람과 로봇이 공존하려면 로봇 기술의 혁신 분야에서 인력 양성이 이뤄져야한다.

오상록 단장

이제 로봇 성공사례가 나오고 있다. 핀셋형 로봇 육성정책을 펼칠 필요가 있다. 결국 트랜드를 빨리 파악하고 반영하는 게 퍼스트 무버로 갈 수 있는 전략이다. 우리나라가 MP3 플레이어 최강국이었지만 한 업체가 시장 판도를 바꿔놓았다. 우리는 MP3를 제조산업으로 봤지만 그 회사는 서비스 산업으로 봤다. 이후 소비자들은 제품이 아니라 서비스를 구입했다는 점을 상기했으면 한다.

안종배 회장

인공지능/메타 포럼이 운영되고 있는데 로봇 분야에선 참여하지 않고 있다. 로봇 커뮤니티가 보다 넓은 영역에 적극 참여해야 한다.

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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