[FA저널 SMART FACTORY 방제일 기자] 국제로봇협회 보고서에 따르면 2015년 불과 1억 달러에 불과했던 협동로봇 시장 규모가 2020년에는 약 30억달러까지 성장할 것으로 전망하고 있다. 협동로봇 시장은 향후 수년간 모든 지역에서 연평균 성장률 50% 이상의 가파란 성장을 지속할 것으로 예상된다. 중소기업의 공정 자동화 수요에 대응할 수 있는 안전성, 경제성, 공간 활용을 갖추는 방향으로 발전하면서 산업 전반에 도입이 빠르게 증가하고 있다.

기업들은 협동 로봇의 조작성과 이동성, 안전성에 관한 연구를 계속해서 진척시키고 있다. [사진=dreamstime]

협동로봇 시장이 이처럼 가파르게 성장세를 보이는 이유는 각종 센서, 비전시스템, 유연 구동모듈 등 사람과의 충돌을 감지하고 부상을 입지 않도록 대응하는 안전 기술 개발과 국제 표준 등 제도적 환경의 뒷받침, 중소기업에서 큰 부담없이 구매할 수 있는 비용으로 인한 장점 때문이다. 협동로봇에 단점이 없는 것은 아니다.

협동로봇은 안전 확보를 위한 요구 특성에 따라 기존 산업용 로봇에 비해 힘이 떨어지고 동작이 느려 작업 속도가 지연되는 명확한 약점이 있다. 그러나 기존 산업용 로봇에게 기대할 수 없었던 사람과 함께하는 작업의 자동화가 이뤄질 수 있으며 시장의 확대되고 4차 산업혁명 시대가 도래하며 산업 전반에서 협동로봇을 도입하려는 움직임이 강해지고 있다.

여기에 2000년대 후반 유니버설로봇이 개척한 시장에 ABB와 스토브리 등 기존 로봇 선두기업이 합세해 시장을 넓혀가고 있으며 후속 기업의 시장 진입이 활발해지고 있다. ABB와 카와사키는 협동로봇 시장 확대를 위한 협력을 발표했으며 일본과 중국 기업이 협동로봇 시장 진출이 이뤄지고 있다. 한국의 대기업들 또한 지난해부터 본격적으로 차세대 협동로봇 제조에 박차를 가하고 있기도 하다.

커져가는 로봇산업에 따라가지 못하는 법과 제도
2016년 정부는 4차 산업혁명 대응의 일환으로 ‘로봇산업 발전방안’을 발표했고 협동로봇과 양팔로봇을 비롯해 5대 유망품목을 선정하는 등 시장 변화 흐름에 따른 정책적 대응 방안을 이미 제시한 바 있다. 그러나 이런 정부의 방침에도 불구하고 아직까지 실제 법과 제도적 지원은 미비한 편이다.

특히 협동로봇과 관련해 급성장할 시장으로 국내·외 전문가들 대부분이 협동로봇 관련 핵심기술 선점 및 관련 연구개발 투자의 중요성을 강조하고 있지만 이에 대한 정부의 지원은 전무하다시피 하다.

나아가 한화테크윈의 ‘HCR-5’를 비롯해 뉴로메카의 ‘Indy7’ 등이 출시됐고 최근 가반하중 10kg을 초과하는 중대형 협동로봇들이 나오며 산업 적용 분야도 점차 넓어지고 있다. 이런 상황에서 협동로봇 관련 국내 인증과 각 정부부처의 규정이 달라 협동로봇 시장 규모의 경제가 커지는데 더딘 모습을 보이고 있다.

국내 산업용 로봇과 관련한 산업안전보건기준에 관한 규칙 제223조(운전 중 위험 방지, 개정2016년 4월 7일)에 따르면 기존 안전매트와 방책을 필수적으로 요구하는 조건을 완화해 한국산업표준 또는 국제적으로 통용되는 안전기준에 부합한다고 인정되는 경우에는 안전매트 및 방책을 선택/생략이 가능하도록 허용하고 있다. 즉 국내에서는 법적으로 협동로봇 사용이 가능하다는 것이다.

이런 실정을 감안해 산업통상자원부 국가기술표준원은 '산업용 협동로봇'과 '바퀴형 이동로봇' 국가표준(KS)에 대한 제정고시를 밝힌 바 있다. 입안 예고에 따르면 산업용 협동로봇은 협동 작업시 인간과의 충돌 방지를 위해 로봇의 최고 속도를 250mm/s 이하로 제한하고 동작 정확도, 반복 정밀도, 전자파 적합성 등의 성능을 규제하고 있다.

법과 제도적 허점으로 인해 로봇 산업계는 협동로봇에 맞는 새로운 산업 안전 규정을 만들어야 한다고 요구해 왔다. [사진=dreamstime]

이런 규제뿐 아니라 협동로봇의 특수성을 고려하지 않고 기존의 산업안전보건법을 그대로 적용해 사실상 협동로봇이라는 이름을 무색하게 만들고 쓸 수 없는 상황까지 벌어지고 있다. 아직까지 산업안전보건법에서 안전사고를 우려해 산업용 로봇 주변에 안전펜스를 설치해야 한다고 규정하고 있기 때문이다. 문제는 협동로봇은 사람과 로봇이 가까이에서 작업하는 로봇이라는 점이다. 안전펜스를 설치하면 근로자와 로봇 간 근접 협업이 어려워 무용지물이 된다.

이런 법과 제도적 허점으로 인해 로봇 산업계는 협동로봇에 맞는 새로운 산업 안전 규정을 만들어야 한다고 요구해 왔다. 협동로봇을 협동로봇 이름에 걸맞게 써야하기 때문이다. 이점에 대해 한화테크윈 장석우 전무는 “아직까지 협동로봇에 대한 국내 표준 가이드가 없기에 사실상 국내에서는 협동로봇이라는 용어만 있을 뿐 법적으로 협동로봇이라고 부를 수 있을 제품이 없다”고 말했다.

유니버설로봇의 이용상 본부장 또한 “국제적으로 협동로봇 산업은 점차 커지고 있으나 아직까지 국내법과 제도의 허점으로 인해 시장 규모가 커지는데 제약이 되고 있다”고 밝혔다.

제조 산업은 점차 협동로봇으로 대체될 전망 
새롭게 시장에 선보이고 있는 최신 협동 로봇들은 국제 표준화기구에서 제시한 안전 규격 ‘ISO/TS 15066’을 준수하면서 기존 제품보다 조작성과 안전성이 크게 발전했다. 대부분 협동 로봇들은 ‘파워 앤 포스 리미팅(Power and Force Limiting)’과 ‘스피드 앤 세퍼래이션 모니터링(Speed and Separation Monitoring)’이라고 칭하는 기술을 실현하고 있다.

‘파워 앤 포스 리미팅’은 로봇이 사람과 부딪히더라도 사람에게 고통을 주지 않는 기준을 설정하는 말하며 ‘스피드 앤 세퍼래이션 모니터링’은 로봇이 사람의 존재를 인식하고 안전거리를 유지하는 것을 뜻한다.

하지만 각 기업들은 이 정도로 만족하지 않고 협동 로봇의 조작성과 이동성, 안전성에 관한 연구를 진척시키고 있다. 로봇 과학기술자들은 협동 로봇을 대상으로 같은 공간에서 협업 작업을 하고 있는 작업자들의 행동을 인식할 수 있도록 개발하고 있다.

이런 기술적 개발이 완료되는 단계가 오면 미래의 협동로봇은 사람들의 일반적인 동작을 모방할 수 있을 뿐 아니라 기존 산업용 로봇보다 빠른 속도로 작업을 진행할 수 있다. 쉽게 말해 보다 똑똑해지고 보다 인간적인 협동로봇으로 발전한다는 것이다.

이런 기술개발에 진척에 따라 수년 이내 ‘적응적인 상호작용(Adaptive Interaction)’ 능력을 갖춘 협동 로봇이 보급 확산될 것이다. 이런 로봇 시장의 지각변동에 따라 지금까지 산업용 로봇이 90% 이상의 점유율을 차지했던 제조업 시장은 점차 협동로봇으로 대체될 전망이다.

[방제일 기자 (fa@infothe.com)]

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