로봇틱스와 AI 융합으로 산업계 재편

로봇은 수십 년 동안 자동차 제조 산업의 필수품이었지만, 이제 응용 분야는 훨씬 더 확대되어 농업에서 의료 및 서비스 산업에 이르기까지 산업을 재편하고 있다.

로봇은 공상 과학 소설과 영화 속에서 등장하였다. 옵티머스 프라임, 아이언 자이언트, R2D2와 같은 기억 속의 캐릭터는 전 세계적으로 상상력을 자극하였다. 

그러나 오늘날 로봇은 더 이상 미래의 이야기에 국한되지 않고 일상생활의 필수적인 부분이 되었다. 

인공지능(AI), 머신러닝(ML), 자동화의 획기적인 발전 덕분에 로봇은 전례 없는 속도로 산업을 변화시키고 있다. 

이러한 혁신이 산업 전반의 발전을 주도하여 비즈니스 운영 및 가치 창출 방식을 재편하고 있다.

로봇공학은 수십 년 동안 자동차 제조 산업의 필수품이었지만, 이제 응용 분야는 훨씬 더 확대되어 농업에서 의료 및 서비스 산업에 이르기까지 산업을 재편하고 있다. 

그렇다면 미래에는 어떤 일이 일어날지 예상할 수 있으며, 현재 주요 사용 사례를 알아본다.

로봇과 인간의 관계

과거의 로봇은 크기와 기능이 제한적이어서 인간 작업자와 격리되어 작업했지만 이제 그 역학이 바뀌었다. 

최신 로봇, 특히 자율 모바일 로봇(AMR)은 인간과 안전하게 협업하도록 설계되었으며, 이는 제조 및 서비스 부문에서 추진력을 얻고 있다. 

창고에서는 이제 로봇이 사람인 직원과 나란히 작업한다. 반복적이고 육체적으로 힘든 작업을 대신함으로써 신체적 부담을 줄이고 작업자의 안전을 개선한다. 

예를 들어, 창고에서 사용되는 로봇은 무거운 짐을 들어 올리고 옮기는 데 도움이 되어 작업장 부상이 완화된다. 

월마트(Walmart)와 같은 대기업들은 직원은 고객 중심의 업무에 집중하도록 유도하고 자율주행 로봇은 바닥 청소를 하도록 시범 운영하고 있다.

헬스케어 분야에서도 인간과 로봇의 협업이 활발하게 이루어지고 있다. 

복잡한 수술을 하는 외과 의사를 보조하는 인튜이티브 서지컬(Intuitive Surgical, 일명 다빈치시스템)이 개발되어 병원에서 수술 로봇으로 채택하고 있다. 

이러한 로봇은 정밀도를 향상시키고 오류 위험을 줄이며 환자의 회복 시간을 단축한다. 

COVID-19 팬데믹 기간 동안 로봇이 병실을 소독하고 의약품을 전달 업무를 맡아 바이러스에 대한 인간의 노출을 최소화하였다.

최근 로봇의 유연성과 사용 편의성은 중소기업(SME)의 자동화로 확대되어 생산성을 높이고 비용을 절감으로 이어지고 있다.

AI 기반 로보틱스의 부상

또한 AI와 로봇공학의 통합으로 이 분야가 새로운 영역으로 발전하여 로봇은 보다 지능적이고 자율성이 고도화 되었다. 

AI를 통해 로봇은 환경을 학습하여 변화하는 조건에 적응하고 최소한의 인간 개입으로 의사 결정을 내릴 수 있다.

GE는 예측 유지 보수업무에 AI 기반 로봇을 활용하고 설비의 데이터를 분석하여 고장을 방지하고 가동 중지 시간을 줄이고 있다. 

물류 분야에서 FedEx는 AI 기반 로봇으로 패키지 분류 및 유통을 최적화하여 방대한 네트워크를 통해 상품이 효율적으로 배송될 수 있도록 하고 있다.

AI는 로봇이 데이터를 관리하는 방식도 바꾸고 있다. 창고에서는 AI를 사용하여 레이아웃을 최적화하고, 피킹 경로를 개선하고, 

실시간으로 재고를 추적하여 오류를 줄이고 처리량을 늘린다. 

AI가 계속 발전함에 따라 이러한 시스템은 더욱 자율화되어 제품 배송에서 복잡한 의료에 이르기까지 고도로 개인 맞춤화된 주문도 처리할 수 있게 될 것이다.

미래를 주도하는 AMR

로봇 분야의 미래를 이끄는 중요한 트렌드는 제조, 물류, 심지어 서비스업 등에 배포되고 있는 자율시스템의 부상이다. 

AI와 고급 센서로 구동되는 이러한 시스템은 사람의 개입 없이 운영되며, 프로세스를 최적화하고, 오류를 줄이고, 전반적인 효율성 개선으로 워크플로를 혁신한다.

예를 들어, 제조업 분야에서는 AMR이 공장을 변화시키고 있다. 미국 네바다주에 있는 Tesla의 기가팩토리에서는 AMR이 자재 운반을 처리하고 제품 조립을 지원한다. 

사전 프로그래밍된 루틴의 경로 따르는 기존 산업용 로봇과 달리 AMR은 동적으로 변하는 환경을 탐색하여 실시간으로 대응할 수 있다. 

고도의 적응력으로 인간 작업자와 함께 일할 수 있으며, 이는 작업 현장의 유연성 향상에 중요한 역할을 한다.

물류 분야에서도 Amazon 같은 주요 소매업체가 로봇 활용을 선도하고 있다.

Amazon의 주문 처리 센터는 AMR을 정교하게 사용하여 재고 관리를 간소화하고 정확성을 개선하며 창고 레이아웃을 최적화한 사용 사례로 유명하다.

전자 상거래가 붐을 일으키고 창고 분야의 노동력 부족으로 인해 이러한 로봇에 대한 수요가 급증할 것이다.

콤포넌트 및 기능

로봇 기술이 발전함에 따라 로봇의 폼 팩터를 둘러싼 논쟁도 활발하다. 

휴머노이드 로봇은 대중의 상상력을 사로잡고 있지만, 산업에의 실제 적용은 작업 형태에 따라 설계를 달리해야 한다. 

예를 들어, 농업 분야에서 John Deere 같은 회사는 정밀 농업에 최적화된 자율 트랙터와 로봇 파종기를 출시하고 있으나 인간과는 전혀 닮지 않았다.

로봇 사용자는 로봇의 미적 매력보다 유용성을 우선시 한다. 

파이프라인 점검에 사용되는 로봇이나 인프라 모니터링에 사용되는 드론은 특정 작업에 대한 효율성을 극대화하기 위해 특수 설계되었다.

로봇이 지속적인 주목을 받으려면 실제로 적용된 분야에서 투자 수익률(ROI)이 입증되어야 한다. 

기업들은 비용 절감에서 안전 및 생산성 향상에 이르기까지 측정 가능한 지표와 이익을 제공할 수 있는 로봇을 찾는 데 집중하고 있다.

앞으로 로봇 기술은 산업과 사회를 심오한 방식으로 재편할 것이다. 

자율시스템, 협업로봇, AI기반 로봇 및 지속 가능한 자동화 기술이 인간과 로봇 상호 작용의 새로운 시대를 위한 토대를 마련하고 있다. 

이러한 로봇의 발전으로 제조, 물류, 의료 등 분야에서 변화하는 환경에 적응할 수 있는 혁신이 주도될 것이다.

참고 | https://www.roboticstomorrow.com/article/2025/01/redefining-industries-with-robotics-and-ai/24035​