진로와 꿈 이달의 진로

[2016년 6월호] 로봇과 함께하는 미래

로봇과 함께하는 미래

보유한 능력에 따라 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계, 또는 사람과 유사한 모습과 기능을 가진 기계를 뜻하는 로봇. 1930년대 말 세계 최초의 로봇으로 알려진 ‘일렉트로(Electro)’가 발표된 후부터 인간과 상호 교류가 가능한 지능형 로봇 시대가 오기까지 로봇은 비약적인 성장을 거듭하며 인간의 삶 속으로 들어왔다.

국제로봇협회(International Federation of Robotics)에 따르면 로봇은 크게 세 분야로 나뉜다. 산업용으로 사용되는 제조업용 로봇과 국방, 재난 등 전문적인 서비스에 사용되는 전문 서비스 로봇, 가사와 교육 등에 사용되는 개인 서비스 로봇이다. 각 로봇은 어떤 특징을 지녔으며, 그 로봇은 어떤 사람들이 만드는지 알아보자.

글 전정아 사진 위키미디어커먼즈

 

 

산업 자동화를 이끈 제조업용 로봇

 

산업 현장에서 사람을 대신해 위험하거나 힘든 일을 하는 로봇이다. 단순 반복적 작업을 빠르고 정밀하게 수행하는 제조업용 로봇은 20세기 후반부터 공장과 같은 산업 현장에 투입되기 시작해 현재까지 로봇산업의 주류를 이루고 있다. 제조업용 로봇은 독립적으로 3개 이상의 방향으로 이동해 사람 팔처럼 움직일 수 있어야 하고, 필요에 따라 소프트웨어를 새롭게 프로그래밍 할 수 있도록 만들어야 한다.

 

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자동차 용접 로봇 조작원

자격 전기용접기능사, 특수용접기능사

자동차 조립에 사용되는 용접 로봇에 용접 프로그램을 입력하고 작동 상태를 확인한다. 이때 차종에 따른 구동 프로그램을 입력해야 한다. 로봇이 자동으로 용접한 이후에 이상이 있는지 확인하는 등 로봇이 정상적으로 작동되는지 감시한다.

산업용 로봇 제어 조작원

자격 생산자동화기능사

로봇 제어기의 인터페이스 장치인 ‘조작반(Teaching Pendant)’을 이용해 로봇이 이동할 경로와 작업에 대한 프로그램을 작성한다. 작성된 프로그램으로 이동과 조립 위치를 지시하고 동작과 관절의 위치를 관찰한 뒤 그 값을 수정하거나 입력해 꾸준히 모니터링 한다.

선박 용접 로봇 조작원

자격 용접기능장, 용접기능사, 특수용접기능사

선박 및 해양구조물을 만들 때 각종 철 구조물을 용접하는 용접 로봇을 조작한다. 로봇의 본체, 용접 유닛(용접 헤드), 용접 재료 공급 장치, 추적 센서, 보조 장치 등의 상태를 점검하고 블록, 탱크, 스테인리스 파이프 등에 용접한다. 작업이 종료되면 용접 상태를 검사한다.

 

 

 

전문가를 보조하는 오른팔 전문 서비스 로봇

산업 분야에서 사용되던 로봇은 기술 발달과 함께 가정, 병원 등 다양한 분야에서 활용되기 시작했다. 전문 서비스 로봇의 경우 의료, 국방 등 전문적인 분야에서 전문가를 보조해 인간이 하기 어려운 위험한 작업이나 극도로 정밀한 일을 수행한다.

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나라를 지키는 든든한 국방 로봇

군사용 로봇은 인간을 대신하거나 보조해 군사작전을 수행하는 지능형 로봇이다. 사진 촬영이나 정찰, 관측 용 로봇부터 무인 구급차 같은 병원용 로봇, 지뢰 탐지와 물자 수송을 담당하는 견마 로봇, 폭발물 제거 로봇 과 살상용 로봇에 이르기까지 종류가 다양하다. 폭탄이 터지거나 기온차가 큰 야외 환경에서 주로 작동해야 하므로 부품의 내구성에 특히 신경 써야 한다. 또 험준한 지형에서 이동해야 하므로 스스로 이동할 수 있는 높은 수준의 기술에 기반을 두어야 한다.

 

빅 데이터 전문가

빅 데이터 전문가는 사람들의 행동 패턴 또는 각 분야의 자료를 수집하고 분석해 필요한 정보를 이끌어낸다. 방대한 데이터를 어디에, 어떻게 활용할 것인지에 따라 도출하는 결과도 달라지기 때문에 의료, 건축, 국방, 경제 등 다양한 분야에서 일할 수 있다.

군사로봇 전문가

군사용 목적에 맞는 로봇을 기획하고 설계해 개발한다. 위치 파악 시스템(GPS), 적외선 에너지를 감지하는 열상 장치 분야, 나노 기술을 활용한 나노봇 분야의 전문가 등이 군사로봇 전문가로서 활동한다. 몸에 착용해 신체 기능을 강화하도록 보조하는 웨어러블 로봇 분야의 전문가 역시 군사로봇 전문가로 활동할 수 있다. 군사로봇 전문가는 2020년 미래 부상 직업으로 주목받고 있으며, 국방연구소 등에서 민간 연구소와 연계해 연구 개발 활동을 펼칠 것으로 보인다.

 

 

 

조난자를 구하고 현장을 수습하는 재난 로봇

온도가 너무 높거나 방사능이 유출돼 사람이 가기엔 위험한 현장을 돌아다니며 재난 현장을 살피는 로봇이다. 대부분 재난 구 조 로봇은 각종 잔해가 쌓여 있는 곳에서 움직이기 좋은 트랙터 형태의 크롤러 로봇으로 제작한다. 하지만 요즘은 인간처럼 두 발로 걸어 건물 잔해를 찾거나 조난자를 구하고 밸브를 잠그는 등의 임무를 수행할 수 있는 휴머노이드형으로도 개발되고 있다.

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로봇 동작 생성 연구원

로봇의 움직임과 이동 등 로봇 동작을 계획하고 제어하기 위한 방식을 연구·개발한다. 로봇의 동작 특성을 파악해 움직임을 실시간으로 제어할 수 있는 프로그램과 시뮬레이션 프로그램을 개발해 명령을 지시하면 입력된 패턴에 따라 로봇 동작을 구현할 수 있도록 한다. 외부 환경의 다양한 변수를 고려해 동작을 수행할 수 있도록 알고리즘을 구축하고 프로그램을 개발하는 것이 중요하다. 나아가 학습 기능을 통해 입력된 행동 패턴을 스스로 수정할 수 있는 기술도 연구한다.

로봇 인식 기술 연구원

로봇이 외부 환경에 대한 정보를 인식할 수 있도록 관련 기기와 알고리즘을 연구하고 개발한다. 로봇이 물체의 영상을 보고 종류와 크기 등 정보를 조합해 공간 정보를 실시간으로 알아내는 물체 인식, 주어진 환경의 공간 지각 능력을 갖는 위치 인식, 사람과의 의사소통을 위한 음성과 자세, 동작 인식 등의 알고리즘을 연구하고 개발하는 것이 주 업무다.

 

 

세계 재난 로봇대회 ‘다르파’는?

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미국 국방성 산하 고등연구계획국(DARPA)에서 주최하는 다르파 세계 재난 로봇대회는 세계 최고 성능의 재난 로봇을 가리는 대회다. 고장난 원자력발전소 현장에 로봇이 들어가 냉각수 밸브를 잠그고 나오는 것이 목적으로, 로봇이 자동차를 운전하고, 험지를 걸어서 돌파하고, 사다리를 기어서 올라가며, 냉각수 밸브를 잠그는 등의 난제를 해결해야 한다. 2015년에는 한국 카이스트 팀의 ‘휴보’가 영광스러운 우승을 차지했다.

한국과학기술원(KAIST)이 개발한 인간형 로봇 ‘휴보’가 2015년 6월 개최된 다르파 세계재난 로봇대회에 참가해 밸브를 잠그는 미션을 수행하고 있다. 휴보는 8가지 재난구조 과제를 44분 만에 수행해 우승을 거뒀다.

 

 

 

보다 정밀하고 정확하게, 인류의 건강을 책임지는 의료 로봇

의료 로봇은 간단한 도구로 조직 검사를 하고 지혈할 수 있는 단계를 지나 수술 전 계획 수립부터 의사의 손처럼 움직여 직접 정밀한 수술을 진행하는 단계까지 발전했다. 수술 로봇은 주로 외과에서 사용된다. 이 외에도 거동이 불편한 환자를 간호하거나 환자의 재활 치료를 돕는 재활 로봇, 병실의 소독 업무를 맡는 소독 로봇과 의약품 개발에 사용되는 로봇 등 로봇은 의료계에서도 다방면으로 활용되고 있다.

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의료정보 시스템 개발자

의료 정보를 모아 의료기관 간 정보를 공유하거나 지역 주민을 연계해 자택에서 치료할 수 있는 시스템을 개발한다. 세계 의료정보 시스템의 개발 트렌드와 국가별 의료정보 체계 현황을 분석하고 시장조사를 해 각국에 적합한 의료정보 시스템을 기획하고 개발한다. 의료정보 시스템을 이용해 병원과 환자의 진료 정보 및 기타 행정 정보를 체계적으로 관리하고 정리하는 업무 역시 의료정보 시스템 개발자의 몫이다. 의료정보 시스템 장비를 정기적으로 점검하며, 시스템의 오류나 결함의 원인을 분석해 문제를 해결한다.

실버로봇 서비스 기획자

인구 고령화가 진행되면서 노인들이 필요로 하는 의료 서비스는 점차 구체적이고, 넓어지고 있다. 실버로봇 서비스 기획자는 노인의 연령대, 성별, 경제력, 건강 상태, 주거 상태 등을 각 분야별로 조사한다. 로봇의 사용 방법, 메뉴의 글자나 화면의 색상과 같은 디자인이 노인에게 적합하도록 설계하는 것도 이들의 업무다. 프로그램 개발자, 당뇨 모니터링 등 실버 서비스 제공자들에게 설명해 고객이 원하는 실버 서비스가 로봇을 통해 구현되도록 한다.

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우주부터 심해까지, 인류의 눈이 되어주는 탐사 로봇

우주나 심해 등 인간이 근접하기 힘든 지역의 자원, 환경, 상태 등을 조사하는 로봇을 말한다. 극한 환경을 탐사하기에 극한 로봇이라고도 한다.

우주탐사 로봇의 경우 주로 인공위성 내부와 우주정거장에서 작업 궤도로의 진입을 주도하거나 위성과 혹성에서 자원을 조사한다. 우주선이나 위성에 연료를 공급하고 고장난 부분을 수리하거나, 연료를 재충전하고 우주 쓰레기를 처리하는 것도 우주탐사 로봇의 역할이다. 해저 탐사 로봇 역시 심해에서 수중 촬영을 하고 주변의 생물과 광물을 채집한다. 우주 로봇과는 달리 가라앉은 배를 인양하거나 인명을 구조하기도 한다.

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항공우주 공학기술자

여객기, 전투기, 우주선과 같은 다양한 비행 물체를 설계하고 개발하는 일을 담당한다. 항공기의 본체 시스템이나 레이더 등의 전자 설비를 설계하고, 실험 연구를 통해 새로운 항공공학 기술을 개발한다. 다목적 인공위성, 로켓 개발 등과 같은 프로젝트에 참여해 기체나 시스템 및 각종 장비를 연구하고 설계한다. 항공기 제조 공정을 감독하고 관련 기술을 지도하기도 한다.

 지능형 로봇 연구원

외부 환경을 인식하고 스스로 상황을 판단해 자율적으로 동작하는 지능형 로봇(Intelligent Robots)을 연구하고 개발한다. 외부 환경의 인식과 외부 물체의 행동을 인지하고 이를 해석하기 위한 카메라나 센서 등의 부품과 정보를 해석 및 분석하는 알고리즘을 개발한다. GPS나 초음파 센서, 전자지도, RFID(정보를 저장한 극소형 칩) 등의 방식을 이용해 자기의 위치를 파악하여 스스로 이동하고 로봇이 취할 대응행동 양식을 제어하기 위한 하드웨어 시스템과 프로그램을 개발한다. 이를 통해 지능형 로봇은 주변의 환경과 자기의 위치를 확인하고 분석해 상황에 적합한 행동 패턴을 결정해 자율적으로 주행하고 조작을 제어할 수 있다.

 

 

보다 편안한 삶을 위한 나만의 로봇

개인 서비스 로봇

 

개인 서비스 로봇은 일반인을 대상으로 서비스를 제공한다. 교육과 가사 로봇이 주를 이루고 있으나 점차 오락 로봇, 비서 로봇, 소셜 로봇 등 다양한 서비스가 가능한 로봇으로 진화할 것이다. 2050년경이면 1인 1로봇 개인서비스 로봇시대가 열릴 것으로 기대되고 있다.

교사를 보조하거나 사용자와 대화하며 교육을 담당하는 교육 로봇, 가정에서 청소, 심부름, 요리 등의 일을 대신하거나 도와주는 기능을 수행하는 가사 로봇이 대표적이다. 이 외에도 사람과 대화를 하고 정서적 상호작용을 하는 소셜 로봇이 있다.

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로봇 감성인지 연구원

인간과 로봇의 감성적 인터페이싱(Human-Robot Interfacing)에 대해 연구해 로봇이 가장 효율적으로 인간의 의도에 따라 작동할 수 있도록 하는 업무를 수행한다. 로봇이 인식한 감성을 바탕으로 추론해 감성 상태를 예측하고 표현하는 추론·인지 기술 등을 연구·개발한다.

안드로이드 로봇공학 기술자

사람과 닮은 안드로이드 로봇을 연구·개발한다. 인간의 외형을 모델링하여 얼굴, 골격, 손 등의 생체 모방 로봇 구조를 설계한다. 인간의 외모와 비슷하고 로봇의 동작에 자연스럽게 반응할 수 있는 재질로 로봇의 외피를 만들고, 로봇의 구동을 위한 알고리즘과 프로그램의 구조를 설계 작성해 로봇에 탑재시킨다.

로봇공연 기획자

공연 기획, 제작, 수정, 현장 리허설, 실제 공연 등 크게 다섯 가지 업무를 수행한다. 기획 단계에서는 시나리오를 구성하고 장면을 이미지화할 수 있는 스토리보드 작업을 한다. 제작 단계에서는 무대 영상 및 사운드 그리고 로봇의 모션을 제작한다. 이러한 제작이 끝나면 테스트와 수정 작업을 하고 현장 리허설을 거쳐 실제 공연에 들어간다.

 

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