일본 차세대로봇 프로젝트 동향
공장 밖으로 나온 로봇, 일본의 생활 속에서 생활의 질 높인다
일본은 향후 발전이 기대되는 서비스 로봇의 발전을 위해 지난 2009년 ‘생활지원 로봇 실용화 프로젝트’를 개시했다. 산학관이 협력하여 생활지원 로봇을 제작·개발하고 대인 안전 기술을 확립하는 등의 활동을 하는 이 프로젝트는 향후에도 로봇비즈니스 추진 협의회의 장소를 활용하여 사용자, 서비스 프로바이더, 메이커, 보험사업자, 유식자, 관계성청 등의 다양한 관계자가 제휴해 나가기 위해 준비되고 있다.
‘2009 생활지원 로봇 실용화 프로젝트’를 시작하다
일본은 총인구·노동력 인구의 감소와 고령화로 사회 구조의 변혁의 시초를 맞이하고 있다. 국립사회보장·인구문제연구소가 2006년 12월에 발표한 추계에 의하면 2005년부터 2025년까지 총 인구는 약 850만명 감소하고, 특히 15세부터 64세까지의 생산연령 인구는 약 1,350만명 감소할 것이라고 전망했다. 한편, 65세 이상의 고령자 인구는 약 1,060만명 증가하고 총 인구비에 31%를 차지할 것으로 전망되고 있다.
이와 같은 상황에서 로봇의 기술에 의한 과제해결의 기대가 높아지고 있으며 현시점에서는 산업용 로봇이 시장의 대부분을 차지하고 있는데, 향후에는 공장에서만이 아닌 간호·복지, 청소, 경비나 유지보수, 농림수산업 등의 다양한 분야에서의 고된 작업의 보조·지원이나 일상생활의 자립지원, 생활의 질(Quality of Life)의 향상 등에 크게 공헌해 나갈 것으로 기대되고 있다.
산업용 로봇에 있어서는 일본의 총 출하액 베이스에서 세계의 7할 남짓을 차지하고 있는 한편, 그 가동 대수에서도 세계 제일로 강한 경쟁력을 가지고 있다. 이 배경으로서 일본에서는 로봇기술을 높은 레벨에 축적하고 있다는 것을 들 수 있다.
이러한 기술의 축적을 살려서 일본에서는 서비스 로봇이 일부 실용화되고 있는데 유럽 등에서도 실용화에 기울인 연구 개발이 활발하게 행해지고 있다. 또한 장래의 실용화를 주시하여 국제 표준화 기구(ISO)에서는 ‘Robots and robotic devices - Safety requirements - Non-medical personal care robots’라고 하는 테마로 2011년경의 국제 규격 발행을 지향하고 일본, 한국, 영국, 프랑스, 독일, 미국, 스웨덴 등이 참가해 의논이 진행되고 있다.
서비스 로봇을 포함한 로봇의 미래 시장 예측으로서 일본로봇공업회의 조사 등에 기초한 ‘신산업 창조 전략(2004년 5월)’이나 ‘신경제 성장 전략(2006년 6월)’에서는 2025년 6.2조 엔으로 시산되고 있다(2007년 총 출하액 7,234억엔, 일본로봇공업회 조사).
향후 발전이 기대되는 서비스로봇에 관해서는, 예를 들어 간호시설이나 병원 등의 현장에서의 이동지원의 경우, 파워어시스트 슈트나 이동지원 로봇이 사용되는 등이 상정된다. 2007년도에 실시된 조사에 따르면 간호 직원의 약 70%가 요통 등을 호소하고 있는데 서비스 로봇을 활용하는 것으로 허리를 다칠 위험이 없으며, 또한 작업 효율을 떨어뜨리는 일 없이 개호, 간호를 실현할 수 있는 것 등이 기대되고 있다.
좀 더 구체적으로 향후 미래의 차세대로봇의 시장화·보급 촉진을 향해 다음과 같은 연구가 시도되고 있다.
- 대인 안전 기술의 개발, 안전 기준이나 안전성 검증 수법의 책정
- 모의 환경 및 실 환경에서의 실증 실험 실시
- 현장이 로봇에 의해 어떻게 변하는지를 ‘검증화’와 이용가치, 안전성 등을 관계자와 공유하는 인적 네트워크의 구축(경제산업성 ‘로봇 산업 정책 연구회 보고서’, 2009년 3월)
이를 위해 경제산업성에서는 2009년부터 ‘생활지원 로봇 실용화 프로젝트’를 개시하고 있다. 동 프로젝트에서는 산학관이 협력하여 생활지원로봇을 제작·개발하고 대인 안전기술을 확립한다. 또한 실증 시험을 실시하고 안전성 등의 데이터를 수집·분석하고 적절한 안전 기준과 안전 검증 수법을 개발하고 있다. 향후에도 로봇비즈니스 추진 협의회의 장소를 활용하여 사용자, 서비스 프로바이더, 메이커, 보험사업자, 유식자, 관계성청 등의 다양한 관계자가 제휴해 나가는 것이 요구되고 있다.
▲ 연구발표 논문수의 연구자 소속기관에 따른 국적 비율
▲ 차세대 로봇의 실용화를 향한 NEDO사 실시하고 있는 로봇 프로젝트
일본의 연구개발(R&D) 동향 로봇의 시즈(Seeds)와 니즈(Needs)
NEDO로봇개발의 기본방침으로서 언급해 온 것은 첫 번째로 ▲실사회에서 사용할 수 있는 로봇의 개발, 두 번째로는 ▲로봇을 뒷받침하는 요소 기술의 개발이다. 그러나 현재에 있어서도 서비스 로봇의 실용화 보급은 좀처럼 진행되고 있지 않다. 그 원인 중 하나가 기반 기술이 아직 충분하지 않다는 것을 들 수 있다. 또 다른 하나는 유저 측의 요구와 개발 측의 시즈가 충분히 합치하고 있지 않다는 것이다. 유저로서는 ‘로봇에게 이러한 것을 하게하고 싶어 하는 것’이 있으며 개발 측에서도 ‘이러한 로봇이 있기 때문에 사용해 주길 바란다’라고 하는 것이 있다. 현재로선 이것이 일치하지 않고 있다.
즉, 사용자 측의 ‘A의 경우에는 A의 로봇이 있으면 도움이 될 것이다’라는 생각과 개발 측의 ‘B의 기술이 있기 때문에 B의 경우에 유용한 로봇이 가능할 것이다’라고 하는 생각을 매칭시켜 나가는 것이 필요하다. 이는 타 산업에서도 참고가 된 사례가 많이 있다 .
예를 들면 일본의 토쿠시마현 카미카츠쵸에서 실시된 ‘잎사귀 비즈니스’이다. 이 마을은 과소화가 진행되고 있는 산촌이지만 산에서 채취하는 송엽이나 단풍의 잎사귀를 전국의 고급 요릿집의 ‘쯔마모노(생선회 등에 곁들이는 해초, 야채 등)’로서 출하하는 비즈니스를 시작한 것이다. 원가는 산에서 난 것이기 때문에 거의 제로로 많은 사람들에게 1,000만 엔 이상의 수입을 올리고 있다고 한다. 이는 소비자의 요구로부터 숨어 있던 생산자의 시즈를 합치한 전형적인 예이다. 계기는 마을 농협의 관계자가 오사카의 요릿집에서 여성 손님이 ‘이 잎사귀는 매우 깨끗하다’라는 말을 들은 것에서부터 비롯된 것이다.
또 다른 하나는 ‘YAMAGATA CARROZZERIA 연구회’이다. 이는 전통적인 주조물에 페라리의 디자인을 직접 그려온 크리에이터의 디자인을 덧붙여 현대적이며 세련된 것으로 탄생시켜 잠재된 소비자의 요구를 환기시켜 비즈니스로 성공한 것이다. 이 두 가지의 예를 통해서 알 수 있는 것은 어떠한 콘셉트를 갖고 프로듀스를 하는 사람이 있었다는 것이다. 로봇도 새로운 비즈니스로서 확립하게 하려면 그러한 주요 인물이 필요하다. 그러한 의미로서 이미 실용화 되어 있는 로봇 슈트 ‘HAL’은 츠쿠바 대학의 산카이 교수와 토호쿠대학의 타토코로 교수가 개발자 겸 프로듀서가 되었기 때문에 요구와 시즈가 매치하고 있다고 할 수 있다.
로봇의 실용화를 보다 빠르게 추진하기 위해서 금년도부터는 세 번째의 기본 방침으로서 ‘한층 더 엄격한 안전성의 요구에 대응’이라고 하는 것을 덧붙였다. 로봇의 시장을 넓혀나가기 위해서는 가정에서 사용하는 것을 시야에 넣어야만 한다. 그렇게 되면 안전성의 기준을 책정하는 것이 중요하게 된다. 이 방침에 기초하여 ‘생활지원 로봇 실용화 프로젝트’가 새롭게 실시되고 있다. 지금까지의 로봇은 안전성에 관한 기준 없었기 때문에 아무런 규제도 없었으며 안전한 것인지 위험한 것인지에 대한 구별이 불가능했다.
예를 들면 이족보행 로봇이 걷고 있어도 현행법에서는 어떻게 다뤄야 좋은 것인지 알 수 없다. 그러나 차후의 로봇 실용화와 보급이 실현화 될 경우를 대비하여 사람과 부딪혔을 때에 긴급 정지하도록 하는 등의 기준 및 규제가 필요하다. 이 프로젝트에서는 특히 리허빌리테이션(Rehabilitation) 지원과 이동지원로봇을 대상으로 안전성을 검증해 나간다. 예를 들면 이동지원로봇(킥보드형, 휠체어형)에 관해서는 도로 교통법, 도로 운송 차량법과도 관련되기 때문에 경찰청과도 제휴할 필요가 있을 것이다. 로봇이 사용되는 여러 가지 경우에 따른 법률의 개정이나 로봇에 특유의 안전 기준을 나타낸 법률도 나올 가능성이 있다.
이 프로젝트의 목표로서 ISO 기준의 제안을 제시하고 있다. 세계 표준을 제정하면 시장도 장악할 수 있다는 이념으로 진행시키고 있다.
일본의 R&D 동향 NEDO 프로젝트로부터 탄생한 인간에게 유용한 로봇
츠쿠바 대학의 산카이 교수는 ‘사람에게 유용한 로봇’을 실용화하고 싶다는 생각으로부터 2003년부터 신체 기능을 지원하는 로봇 슈트의 개발에 주력하여 2005년도에 NEDO 인간 지원형 로봇 실용화 프로젝트의 지원을 거쳐서 ‘HAL’(Hybrid Assistive Limb)를 개발했고 ‘HAL’의 리스(Lease)판매가 실현하여 보급을 향해 전진하고 있다.
다분야의 기술을 융합시킨 ‘사이버닉스(Cybernics)’라고 하는 신 분야를 개척한 산카이 교수는 사업가로서도 새로운 도전을 계속해 나가고 있다.
NEDO가 2005∼2007년에 실시했던 「인간지원형 로봇 실용화 기반기술 개발」 프로젝트는 복지 간호 분야를 대상으로 사용자의 의견을 수용하여 실제로 현장에서의 요구를 받아들이는 것을 제일로 하여 로봇 개발을 실시하는 것을 목적으로 실시되었다.
즉, 로봇 기술을 저 출산·고령화가 진행되는 일본을 시작으로 선진국의 사회에 적응할 수 있는 수준까지 높이기 위해 간호 시설이나 병원 등의 유저를 프로젝트 초기 단계에서 체제로 참가시키고 로봇에 대한 요구나 필요한 기능을 명확하게 하면서 복지 간호 분야에서 필요로 되는 기술 개발을 실시하는 것이다.
최종적으로는 플로토타입 로봇을 제작하여 실증 시험을 실시하는 것으로 특정 인간에게 접촉하여 동작하는 로봇을 실용화하기 위해서 불가결한 안전기술의 확립, 유저의 동작에 적응하는 커스터마이즈의 향상, 로봇사용에 관한 조작성의 향상에 대한 다양한 과제해결을 지향해 왔다. 또한 개개인의 개발테마와 평행하여 로봇의 윤리 문제와 안전성을 검증하기 위한 조사·검토가 실시되고 또한 그것들의 실증 시험으로의 반영이 실시된 결과, 프로젝트 종료와 동시에 판매를 개시하는 안건도 등장한 것이다. 그것이 바로 산카이 교수가 개발한 로봇슈트 ‘HAL’이다.
일본의 R&D 동향 차세대 로봇 지능화 기술개발 프로젝트(2008∼2011년)
2008년부터 스타트한 NEDO ‘차세대 로봇 지능화 기술개발 프로젝트’에서는 주변 환경이 변화해도 기대하는 작업을 실행할 수 있는 robust性이 우수한 로봇의 지능을 개발하는 것을 지향하고 있다. 또한 동시에 로봇을 구성하는 다양한 지능 요소를 모듈화(통합·규격화)하여 축적·관리하고 자유로운 편성을 가능하게 하는 것으로 로봇 이외의 제품 분야(자동차 가, 전, 주택·빌딩, 항공기, 선박 등)로 로봇기술을 널리 파급시키는 것을 목표로 하고 있다.
ㆍ기반 기술의 개발
① 로봇지능 소프트웨어 플랫폼의 개발 : RT 컴포넌트로서 모듈화 된 로봇 지능소프트웨어를 통합하여 로봇 작업 계획·운용·제어를 실현하는 것으로 차세대 로봇의 설계를 지원하는 프레임워크(framework: 로봇 지능 소프트웨어 플랫폼)의 개발.
② 로봇지능 소프트웨어 재이용성 향상 기술의 개발 : 지능모듈 개발 시에 고품질에 재이용성이 풍부한 모듈을 개발하기 위해서 개발사양 등 기술 방식의 통일화를 실시하는 동시에 일원적인 축적·관리 및 제공을 실시하기 위한 체제를 정비.
ㆍ 지능 모듈군의 개발
③ 작업지능(생산 분야)의 개발 : 생산설비 시에서의 로봇동작 교시시간의 단축이나 생산 라인에서 로봇의 장기간 안정 동작을 위한 일시 정지의 사전 회피나 에러시, 자동복귀 기술에 주목하고 주위의 상황이 변화해도 소기의 일을 확실히 수행할 수 있는 범용적인 작업 지능 모듈을 개발.
④ 작업지능(사회·생활 분야)의 개발 : 일상생활을 영위하기 위한 작업(정돈, 심부름 등)을 지원하는 로봇이나 서비스 분야의 수작업(레스토랑의 식기정리, 자동판매기의 상품보충 등)을 사람을 대신하여 행하는 로봇을 상정하고 작업내용, 작업대상 및 작업환경의 다양성으로 대응할 수 있는 범용적인 작업지능 모듈을 개발.
⑤ 이동지능(서비스산업 분야)의 개발 : 상업시설·교통시설·오피스 등 인간·장애물이 혼재하고 시간적 공간적으로 변동하는 환경에 있어서 안전하고 적절한 속도로 이동하고 각종 서비스를 제공하는 로봇의 실현을 기대 또한 사람이나 장애물이 혼재하는 상황에 있어서도 주위의 상황이 변화해도 소기의 일을 확실히 수행할 수 있는 robust性을 갖춘 범용적인 이동 지능 모듈의 개발.
⑥ 고속이동지능(공공분야)의 개발 : 장래의 로봇대수의 증가나 로봇의 이동속도의 고속화 등에 대응하기 위해서 고속이동 중에 잠깐 동안 주위상황을 인식하고 그 정보를 복수로 공유·제어하는 기술의 실용화를 기도·고속 이동체(로봇, 자동차 등)가 순간에 주위 환경을 인식하고 여러 이동체간에 정보를 공유하고 판단·제어가 가능한 범용적인 고속이동지능 모듈의 개발.
⑦ 이동지능(사회·생활 분야)의 개발 : 쇼핑센터나 오락시설 등에 있어서 보행에 대체할 수 있는 자유도 높은 이동 수단으로서 휴대 가능성을 구비한 교통기관 로봇(모빌리티 로봇)의 실용화가 기대 사람이나 장애물이 혼재하는 상황에서도 사람을 태우고 안전하게 이동하는 기능을 실현하는 범용적인 이동 지능 모듈의 개발.
⑧ 커뮤니케이션 지능(사회·생활 분야)의 개발 : 백화점, 양로원, 학교 등의 공공 구역에 있어서 접수, 안내, 감시 등을 행하는 로봇이나 가정에 있어서 가전 조작지원, 감시, 구조 등을 행하는 로봇을 실용화·보급해 나가기 위해서는 robust性이 보다 뛰어난 커뮤니케이션 지능을 개발하고 다양한 로봇에 적용해 나가는 것이 매우 중요 따라서 주위 환경이 변화해도 소기의 일을 확실히 수행 가능한 범용적인 커뮤니케이션 지능 모듈의 개발이 필요.
로봇기술의 보급 열쇠를 쥔 범용적인 모듈 개발
이 프로젝트에서 장애물이 혼재하는 속에서 사람을 태워 안전하게 이동할 수 있는 범용적 지능모듈을 개발하고 있는 치바공업대학 fuRo의 후루타 소장은 일본의 국력 강화를 위해서는 공장 등의 제조현장 이외에 로봇 기술을 보급시켜 가는 것이 중요하고 그것에는 범용성이 있는 모듈화 지능을 개발하는 것이 포인트라고 한다.
“나는 지금 일본에 강한 위기감을 느끼고 있다. 자원이 적은 일본에서는 기술을 배양하고 물건을 만들고 서비스를 제공하고 있는 고부가가치 산업을 확립하지 않으면 일본은 세계와 경쟁할 수 없게 되어 버린다. 그러면 어떻게 하면 좋은 것일까. 나는 로봇 연구자로서 일본의 GDP의 67%를 차지하는 서비스 산업에 로봇 기술을 보급시키는 것을 생각하고 있다. 그러나 그러기 위해서는 개발한 로봇 연구자만이 사용할 수 없는 하드·소프트를 만들어도 소용이 없고 로봇 연구자 이외의 분야의 사람도 유용하고 범용성이 있는 로봇을 제공해 나갈 필요가 있다”라고 후루타 소장은 중요성을 강조했다.
또한 로봇 기술에 산업을 육성해 나가기 위해서 후루타 소장은 네 가지를 생각하고 있다. 그 제일은 연구자와 메이커가 일체가 되어 정확한 로봇제품을 만들어 세상으로 내보내는 것이다. 두 번째로는 장래를 응시한 기술 연구개발. 세 번째로는 로봇을 사람이 활용하는 라이프스타일의 제안이다. 그리고 네 번째로, 결과로서 로봇 기술에 의한 일본의 국력을 향상시키고 로봇기술로 사회에 공헌해 나가는 것이다.
(주)알앤디비즈 ‘일본 차세대로봇 프로젝트 동향’ 中 발췌
