[첨단 헬로티]

로봇 제조사들은 로봇의 최종 목표는 자율주행이라고 말하곤 한다. 자율적으로 주행하기 위해서는 변화하는 주변 환경을 학습을 통해 인지하고 목적지까지 이동해야 하기 때문이다. 말로는 쉬운 것 같지만 기계장치인 로봇에게 인간과 같은 학습능력과 인지능력을 부여하는 것은 쉽지 않은 일이다.

또한 공장 안이나 사무실 등과 같은 한정된 공간이 아니라 외부로 로봇에게 심부름을 보낸다고 가정하면, 주변 사람들을 다치게 하지 않도록 회피하는 것은 물론 로봇 자체도 훼손되지 않게 하는 방어기제도 필요하다. 서비스센터 및 고객 센터 등 사람과 대화를 통해 문제를 해결해주는 로봇의 경우에는 자연어 처리 능력을 갖추고 있어야 한다.

이처럼 사람이 수행하는 일련의 행동들과 비슷한 수준으로 작동하게 하기 위해서는 사람의 뇌에 해당하는 인공지능(AI) 및 기계학습, 자연언어처리(NLP) 등이 기반이 돼야 한다. 하드웨어적으로는 MPU, GPU, FPGA, ASIC 등과 같은 프로세서와 저장장치, 네트워크 장치가 요구되며 AI 플랫폼 및 솔루션도 동반돼야 한다. 물론 여기에 다양한 센서와 부품, 골격을 이루는 하드웨어 등도 필요하다.

지능형 로봇을 향한 기업들의 기술 개발 활발

산업용 및 가정용 로봇은 컴퓨팅 파워, 실시간 응답 및 센싱 정밀도를 위해 다양한 종류의 반도체를 통합 한 고집적 임베디드 시스템이기도 하다. 센서를 사용해 로봇을 처리하고 AI 임베디드로 만드는 솔루션 개발은 ​​어려운 작업이지만 새로운 시장을 발굴하고 성장하기 위한 기업들의 고군분투는 계속되고 있다. 

◎ 엔비디아

엔비디아는 차세대 로봇 및 자율적인 기계에 전력을 공급할 수 있는 새로운 AI 칩인 젝슨 AGX 자비에(Jetson AGX Xavier) 모듈을 지난해 말에 출시했다. 이 모듈은 상상속에만 존재했던 로봇을 구현하는데 강력한 두뇌 역할을 한다. 한 손에 들어가는 소형 컴퓨터로 워크스테이션 서버급 성능을 제공할 뿐 아니라, 전력소모는 10W로 알람 시계만큼 낮은 것이 특징이다.

이 모듈을 기반으로 한 젯슨 AGX 자비에 플랫폼은 공상과학 영화에서나 볼 수 있었던 주문처리 속도를 앞당기는 배송 로봇, 인간과 협업하는 제조 로봇, 과학자들이 작물 재해 발병을 막을 수 있도록 도와주는 휴대용 DNA 시퀀서와 같은 머신들을 현실로 구현해 낼 수 있도록 돕는다. 젯슨 TX2 및 TX1 제품군에 새롭게 추가된 젯슨 AGX 자비에 모듈을 통해 이러한 머신들을 구동하는 방대한 AI 기능이 다양한 디바이스에 사용될 수 있게 한다. 엔비디아는 향후 몇 년 안에 젯슨 AGX 자비에를 기반으로 한 수백만 개의 머신이 시장에 출시될 것으로 전망했다.

▲ 엔비디아 젝슨 AGX 자비에

◎ ST

ST마이크로일렉트로닉스는 SEDEX 2018에서 휴머노이드 로봇을 선보인 바 있다. 이 로봇은 STM32 MCU, 모션 센서, 디지털 나침반, ToF(Time-of-Flight) 센서, 압력 및 온도 센서, 비디오 영사를 위한 MEMS 마이크로 미러, MEMS 마이크로폰, 블루투스 저에너지 네트워크 프로세서 등 총 47개의 ST 제품을 통합하고 있다.

▲ ST마이크로일렉트로닉스는 SEDEX 2018에서 휴머노이드 로봇을 선보였다.

◎ 퀄컴

퀄컴의 자회사인 퀄컴 테크날러지(Qualcomm Technologies)는 얼마 전 개최된 MWC 2019에서 로봇용 플랫폼 로보틱스 RB3(Robotics RB3)를 발표했다. 퀄컴 테크날러지의 로봇 및 무인기 제품을 기반으로 구축 된 이 전용 플랫폼은 제조업체 및 개발자가 소비자, 기업 및 산업용 로봇 제품을 개발할 수 있도록 돕기 위해 최적화된 하드웨어, 소프트웨어 및 도구 세트를 갖추고 있다.

Qualcomm® SDA/SDM845 SoC(system-on-chip)를 기반으로 한 이 플랫폼은 고성능 이기종 컴퓨팅, 사설 LTE 네트워크를 위한 CBRS 지원을 포함한 4G / LTE 연결성, 기계 학습 및 컴퓨터 비전, 인식을 위한 하이-파이더(Hi-fidelity) 센서 처리, 매핑 및 내비게이션, 보안 및 와이파이(Wi-Fi) 연결 등의 기능을 갖추고 있다. 퀄컴 테크날러지는 올해 후반에는 이 플랫폼에 5G 연결 지원을 도입해 대기 시간이 짧고 처리량이 많은 산업용 로봇 응용 프로그램을 추가로 지원할 계획이라고 전했다.

퀄컴 테크날러지는 보도자료를 통해 이 플랫폼을 기반으로 한 상용 제품은 올해 출시될 예정이며 NAVER와 LG가 이 플랫폼을 평가 중인데 내년 초에 이 플랫폼을 기반으로 한 일부 로봇 제품을 선보일 것이라고 밝혔다.

▲ 퀄컴 로보틱스(Qualcomm Robotics) RB3 개발 키트

◎ TI

TI(Texas Instruments)는 아날로그 IC 및 임베디드 프로세서를 개발하는 세계적인 반도체 설계 및 제조 회사로, 지난해 IWR6x mmWave 센서를 발표했다. 이 센서는 실시간 의사 결정 및 신호 처리를 제공하는 온칩 처리 기능을 통해 산업 자동화를 가능하게 한다. 이 센서는 로봇 공학, 공장 자동화 및 빌딩 자동화 설계에 통합 할 수 있다. 최대 4GHz의 광대역폭을 제공해 정확하게 물체와 모션을 감지한다. 이 회사는 2017년에는 교육용 로봇 로버(Rover)를 출시하기도 했다.

▲ TI(Texas Instruments)의 교육용 로봇 로버(Rover)

AI 로봇, 연 28% 이상 고성장 전망 

지능형 로봇은 산업계를 비롯해 다양한 분야에서 적용이 확대되고 있는 추세다. 이 때문에 시장 조사기관들도 긍정적인 전망치를 내놓고 있다. MarketsandMarkets AI 로봇 시장은 2018년에서 397억 달러를 기록했으며, 2018년부터 2023년 사이에 28.78 %의 연평균 성장률을 기록할 것으로 전망치를 밝힌 보고서를 내놓았다.

이 보고서에 보면 서비스 로봇은 2018년 AI 로봇 시장의 주요 부분을 차지할 것으로 예상된다. 서비스 로봇 시장은 예측 기간 동안 높은 속도로 성장할 것으로 예상되는데 교육 및 오락과 같은 개인용으로 채택하는 사례가 늘어나고 있다.

모든 기술 중에서 기계 학습(Machine learning)은 예측 기간 동안 인공 지능 로봇 시장에서 가장 큰 비중을 차지할 것으로 예상된다. 기계 학습은 로봇이 다양한 작업 환경에서 분석하고 학습함으로써 로봇을 보다 안전하고 효율적으로 만들 수 있게 한다. 이 기술은 미래의 행동을 유도하고 이전에는 달성 할 수 없었던 규모로 패턴을 신속하게 파악할 수 있는 정확한 모델을 만드는 데 도움이 된다. 컴퓨터 비전 시장 역시 2018년에서 2023년 사이에 높은 비율로 성장할 것으로 예상된다.

소프트웨어는 예측 기간 동안 AI 로봇 시장의 주요 부분을 차지할 것으로 예상된다. AI 시스템에 통합 된 소프트웨어는 복잡한 작업을 수행하고 학습 기능을 제공해 소프트웨어 시장과 하드웨어 시장은 예측 기간 동안 높은 속도로 성장할 것으로 예상된다.

이 보고서는 모든 적용 분야 중에서 군사 및 방위 애플리케이션이 2018년 인공 지능 로봇 시장에서 가장 큰 비중을 차지할 것으로 예상된다고 서술했다. 특히 미주 및 유럽 국가별 방위군 인력 및 장비 모집 감소와 함께 예산 제약이 커지면서 군사 임무를 수행하기 위한 혁신적이고 비용 효율적인 로봇 개발 재고 관리 애플리케이션 시장은 예측 기간 동안 가장 높은 비율로 성장할 것으로 예상된다고 전했다.

또한 중국, 일본 및 우리나라가 있는 APAC에서의 AI 로봇 시장은 소매 및 보안 응용 프로그램에 대한 심화 학습 및 NLP 기술의 채택이 증가하면서 성장이 가속화되고 있다고 지적했다.