세계의 서비스 로봇 표준화 활동
로봇표준에 힘쓰는 RoIS 프레임워크,
네트워크 로봇 포럼을 아시나요?
지금까지 산업용 로봇의 경우 대학이나 연구소에서 요소기술을 연구개발하고 업체에서는 이를 활용하여 시스템으로 조합하여 자가 소비하거나 판매를 하는 분업 형태로 발전되어 왔다. 하지만 향후 로봇은 서비스 로봇이라는 새로운 분야를 개척하지 않으면 안 된다. 여기서 중요한 것은 로봇을 어떻게 사용할 것인가라는 광의의 소프트웨어 기술이다. 연구개발의 경우 여러 기능 요소를 조합하여 새로운 서비스를 다양한 형태로 만들어 볼 필요가 있는데, 최근 로봇용 미들웨어의 개발이나 주변의 표준화 활동은 이러한 문제해결 의식에 근거하여 전개되고 있다. 세계 곳곳에서 진행되고 있는 서비스 로봇 표준화 활동에 대해 소개한다.
로봇관련 기술의 국제표준책정 활동
‘표준화’라고 하면 연구소나 대학의 많은 사람이 별로 관심이 없거나 경우에 따라서는 나쁜 인상을 갖고 있는 사람이 적지 않다. 표준을 생각하면 자유로운 연구나 기술개발이 안 된다는 것이 주요 원인일 것이다. 표준에 얽매이지 않고 연구하는 경우도 있다. 이는 로봇의 요소기술만을 연구한 경우에는 가능하겠지만 복수의 요소를 조합하거나 복수의 팀들이 연구개발하거나 다른 사람이 작성한 요소기능을 이용해서 로봇 시스템을 구축하여 연구개발 할 때 문제가 발생하게 된다.
표준의 여러 역할 가운데 ‘규제를 위한 표준’과 ‘상호 운용을 위한 표준’이 있는데 서로 분리할 수 없지만 목표의 중점은 다르다. 규제는 안전과 신뢰성 등과 같이 시장원리에 맡겨져서는 소비자에게 피해가 올 수 있기 때문에 지켜야 할 강제력이 생기게 되고, 한편 상호운용을 위한 표준은 사회기반 시설로써의 규정에 따르게 되면 이익이 수반되지만 반드시 따라야 할 강제성은 없다.
산업용 로봇은 시장이 성숙되어있으나 주의할 점은 표준자체, 특히 국제 표준은 시장 적합성을 강조하고 있다. 원칙은 시장의 현상을 고려한 비관세 장벽을 없도록 하는 것이 목적이다. 일본에서의 서비스 로봇 표준에 대한 전반적인 활동 상항은 「2008년도 차세대 로봇 지능화기술개발 프로젝트 표준화위원회 성과보고서」에 상세히 설명되어 있다. 로봇 산업분야의 시장 확대 전략에서 표준화의 중요성은 2001년 일본 로봇공업회의 보고서의 RT기술 S/W 오픈화 전략 속에 기술되어 있고, RT미들웨어 프로젝트(2002∼2004)는 상기 성과 보고서에 근거하여 작성되었으며, 공통 스펙에 근거하여 모듈화를 실행하는 것으로 로봇S/W 부품의 상호 운용성, 재이용성을 향상시켜 새로운 로봇 시스템 개발 코스트를 대폭 내리는 것을 목표로 하였다.
당시 미들웨어에 대한 세상의 인식이 낮았으며 NEDO에서도 오픈RTM의 이용을 적극적으로 촉진하였으나 효과가 충분하지 못하였다. 2004년 4월부터 OMG의 표준 활동 조사를 개시했고, 이례적으로 2008년4월에 오픈 RTM의 중심기술인 RTC의 표준 스팩을 발행하게 되었다. RTC의 표준화와 병행하여 OMG에서는 로봇기술부회(Robotics-DTF)를 설립하여 서비스 로봇을 중심으로 로봇 기술에 관한 S/W의 표준화를 추진하게 되었다. OMG에서의 표준화 활동은 누구든 비교적 자유롭게 참가 할 수 있기 때문에 표준화에 크게 관련이 없는 사람도 참가하기 쉽다.
확실히 국제표준이 되었고 인지도도 점점 높아졌다. 그리고 RTM도 인지되어 이용자도 증가하고 있다. 그러나 적극적으로 나서는 기업은 아직 없다. RT 컴포넌트 스펙 원안이 OMG에서 채택된 2006년, 거의 같은 시기에 MS에서 Robotics Developer Studio라는 RT 미들웨어와 유사한 컨셉의 로봇용 미들웨어를 발표하였다. 현재 매우 능동적으로 활동하고 있는 ROS를 개발한 Willow Garage의 설립도 2006년도이다. 이러한 컨셉은 기본적으로 오픈 RTM과 같지만 사실상의 표준을 지향해서 활동하는 것으로 보인다.
RoIS 프레임워크 : 서비스 로봇 시스템용 인터페이스의 표준화
로봇은 일상생활에까지 활동범위를 넓혀가고 있다. 그 가운데서도 사람과 상호작용(커뮤니케이션)하여 어떠한 서비스를 제공하는 서비스용 로봇의 연구개발이 금세기에 와서 가속화되고 있다. 이러한 서비스를 하기 위해서는 사람과 상호작용을 하는 기능(Human Robot Interaction : HRI)이 요구된다. HRI 기능은 센서에 의한 정보수집·처리기능 및 로봇으로 부터 사람에게 도움을 주는 액추에이션 기능으로 구성된다. OMG는 S/W 관련 표준화 단체로 로봇 관련 기술에 대해서는 로보틱스 DTF에서 논의가 이뤄지고 있다. 로봇 기능 서비스 WG(Working Group)은 로보틱스 DTF 가운데 주로 로봇이 제공하는 서비스 또는 기능에 관한 S/W의 표준화를 담당하고 있으며, 지금까지 위치정보서비스(RLS; Robotics Localization Service)의 표준화를 실행하여 왔다.
서비스 WG에서는 RLS의 표준화에 관한 의논과 병행하여 HRI 기능의 표준화에 대해 한국 측으로 부터 반복해서 제안되었다. 2009년 12월의 OMG기술회의에서 「인간-로봇상호작용 서비스의 프레임워크(RoIS Framework; Robotic Interaction Service Framework)」에서 표준화를 추진할 것에 합의하였다. 인간과 상화작용하면서 서비스를 제공하는 서비스 로봇은 로봇 본체나 환경에 위치한 센서로부터 취득한 자기의 내부 상태나 주위 상황의 변화, 또는 앞의 동작종료로부터의 경과시간 등을 트리거(Trigger)로써 거동을 변경하면서 동작을 계속한다. 이 ‘트리거’와 이에 기인한 ‘거동’과의 관계는 서비스 시나리오로서 기술할 수 있으며, 이 시나리오를 애플리케이션 프로그램으로 실장하여 로봇이 동작하게 된다.
현재의 서비스 로봇에서는 시나리오를 실장 할 때 각 로봇이 고유 하드웨어에 의존하기 때문에 A사의 로봇에 맞게 개발한 프로그램을 B사에 사용하는 것은 매우 어렵다. 또한 소스 코드 수준에서도 호환성이 전혀 없는 S/W가 각각의 로봇용으로 개발되고 있는 것이 현실로 애플리케이션 개발자들이서비스 로봇 시장에 참여하기 어려운 장벽이 되고 있다. RoIS 프레임워크에서는 H/W가 제공하는 ‘기능’을 컴포넌트로 추상화하고 애플리케이션은 이들의 컴포넌트를 이용할 때의 인터페이스, 교환하는 데이터 형식 및 그의 동작 시퀀스를 표준화함으로써 특정의 H/W에 의존하지 않고 애플리케이션 프로그램의 개발이 가능하도록 목표를 세우고 있다.
또한 애플리케이션과 HRI 컴포넌트 사이에는 커맨드, 쿼리, 이벤트 3종의 메시지 교환 방식을 제공하며, 커맨드는 HRI 컴포넌트 및 HRI 엔진에 동작 명령을, 쿼리는 HRI 컴포넌트의 정보 취득을, 이벤트는 HRI 컴포넌트 내의 상태변화와 커맨드 완료 통지를 담당하며, 각각 비동기, 동기, 비동기의 메시지이다. RoIS 프레임워크 표준안에 포함될 기본 HRI 컴포넌트는 ▲사람검출 ▲사람의 위치검출 ▲인물분류 ▲얼굴검출 ▲얼굴의 위치검출 ▲소리검출 ▲음원(방향)검출 ▲음성인식 ▲제스처 인식 ▲음성합성 ▲응답(몸 흔들기/말하기) ▲이동(거리/회전각지정 및 목적지 지정) ▲추종이 있다.
RoIS 프레임워크의 RFP(제안공모)에 대해서는 2010년 12월의 OMG회의에서 일본(HARA) 및 한국(ETRI)으로부터 1차 제안서를 제출·설명하였으며, 동 기술회의에서 검토 결과 일본의 제안 내용이 완성도가 높아 이를 기본으로 하여 한국의 제안 내용을 통합하여 2011년 6월의 OMG 기술회의에 수정안을 제출하기로 합의하였다. 서비스 로봇이나 HRI 기능에 대해서 여려가지 연구가 진행되고 있으며, 현재의 RoIS 표준안으로 충족하지 못하는 기술이 다수 있을 것으로 생각하고 있다.
네트워크 로봇 포럼의 표준화 활동
네트워크 로봇 포럼(NRF)은 유비쿼터스 네트워크와 로봇을 연결하는 네트워크 로봇기술의 여구개발과 표준화를 산·학·관 제휴로 추진하기 위해서 2003년 9월 말 설립되었다. NRF의 회장은 Keio 대학의 Tokuda 교수이며 기술부회 및 기획부회로 구성되어 있고 회원 수는 156명이다. NRF는 매년 6월 총회에서 전년도 활동 보고와 신년도 활동계획을 회원에게 보고하고 있으며 매 가을에는 해외의 네트워크 로봇의 동향 조사를 실시하고 결과를 부회에 보고하고 있다.
네트워크 로봇(NR)은 일본 초유의 기술이며 다수의 로봇(비지블형 로봇), 센서(언칸셔스형 로봇), 소프트웨어 에이전트(버추얼 형 로봇)의 3종의 ‘로봇’을 상호 연휴 함으로써 효과적 서비스를 제공하고 이를 위한 조직으로 일반 로봇에는 ▲센싱 ▲기능 ▲액추에이션의 3 요소로 구성되었다. NR은 네트워크 접속에 의해 외부의 요소까지 연장하여 3요소를 실현하는 것이다. 동종, 또는 동종이 아닌 기기의 상호 접속을 시현하여 여러 장소에서 일관된 로봇 서비스를 제공하기 위해서는 기기·시스템 간에 접속 분계점·인터페이스의 규정과 교환하는 데이터의 구조와 의미의 공유가 필요하게 된다.
NRF의 해외동향조사는 당초 NR는 무엇인가를 구미의 로봇연구자와 논의하는 것이 목적이었다. 현재는 NR의 개념에 대한 것이 정착하였지만 각국의 경우 미묘한 차이가 있다. 미국의 NR는 군사용 로봇 기술개발이 주가 되고 유럽의 NR는 로봇과 인간 사이에 대화를 포함하고 있으나 미국과 같이 버추얼형 로봇이 대상이 되지 않으나 한국과 일본의 NR에는 버추얼 형 로봇이 포함하고 있다.
