[펌] - MS 로보틱스 스튜디오로 서비스 로봇 만들기 ①

MS 로보틱스 스튜디오로 서비스 로봇 만들기 ① 세계 로보틱스 시장의 현황과 진단 서진호 차장 / 한국 마이크로소프트 [ 입력 : 2007-07-31 오전 10:14:48   |   지면발행 : 2007년 8월호 90쪽]

지금부터 3회에 걸쳐 국내외 로보틱스 시장이 현재 어디쯤 와 있고 국내 개발 현장에서 어떠한 애로 사항이 있는지 또한 마이크로소프트 로보틱스 스튜디오를 사용하면 로봇 소프트웨어를 개발하는 데 어떠한 편리성이 있는지 알아보려고 한다. 그 동안 로봇에 대해 궁금한 독자나 현재 로봇 소프트웨어를 개발하고 있는 개발자들이라면 함께 토론 하는 장이 되었으면 한다. 필자가 로보틱스 관련 원고를 시작하자마자 본사 마이크로소프트 연구소 조직(MSR)에서 마이크로소프트 로보틱스 스튜디오 1.5 정식버전(RTM)이 출시되었다는 전자메일 메시지를 받았다. 마이크로소프트 로보틱스 스튜디오에 대해 처음 들어 본 개발자도 있을 것이고 아니면 익히 알고 계신 분들도 있을 것이다. 마이크로소프트 로보틱스 스튜디오는 다른 개발 도구와 달리 현재 누구나 쓸 수 있도록 웹 사이트에 무료로 제공되고 있다. 마이크로소프트 로보틱스 스튜디오 다운로드 http://msdn.microsoft.com/robotics 트랜스포머’라는 영화가 이번 주 국내 관객 600만명을 돌파할 것이라는 소식을 블로그를 통해 접하게 되었다. 이 영화는 미래의 로봇을 다루는 오락영화이지만 실제로 로봇은 우리의 실생활에 많이 파급되고 있다. 큰 공장에서만 일하던 로봇이 점차 일상생활 속으로 들어와 많은 변화를 하고 있다. 로봇은 이전에는 한낮 기계에 불과했지만 인간과 같은 지능을 가지고 인간의 행동을 닮아가기 위해 계속해서 진화 중에 있다. 요즘 로봇에 대한 사회적 관심이 그 어느 때 보다도 높다. 하루라도 각종 언론 매체에 로봇이 등장하지 않는 날이 없을 정도로 로봇에 대해 많은 임베디드 개발자들이 관심을 가지고 있다. 로봇의 기원 로봇에 대한 기원은 1920년 체코 극작가 카렐 차펙이 쓴 SF 희곡 ‘로섬의 만능로봇(Rossum’s Universal Robots)에서 처음 등장 했다. 로봇에 대한 어원은 체코어로서 ‘강제로 일하다’는 뜻이다. 현대에서 로봇이란 우리에게 할리우드 영화, SF 소설, 만화와 같은 곳에서 자주 등장하는 캐릭터로써 이름을 날리고 있다. 예를 들어, 어릴 적에 우리가 보았던 태권 브이, 마징가 제트, 아톰 등 모두가 로봇이다. 심지어 어른이 되어서 재미있게 보았던 터미네이터, 에어리언, 매트릭스 등에도 로봇은 등장한다. 좀 더 거슬러 올라가 보자. 로봇이 실제로 개발되는 시기는 19세기 산업 혁명 이후이다. 그 첫 시작은 레오나르드 다빈치의 날으는 기계이며, 그 후 사람과 비슷한 모습의 외형 또는 지능을 갖춘 자동기계는 모조리 로봇으로 불리게 되었다. 피노키오도 단순히 목재인형이라고 부르기엔 너무나도 지능화된 형태의 로봇이 아닐까? 19세기에도 태엽과 톱니바퀴를 이용해 ‘자동인형(Automata)’, ‘움직이는 인형(Animated Doll)’ 등을 만들었다는 기록이 있다. 하지만 결론적으로 카렐 로봇은 과학기술로 자리 잡게 된 계기를 만들었고 오늘날 로봇이란 매우 폭넓은 의미로 사용되고 있다. 기억하실지 모르겠지만 웹 검색에서 정보 검색을 돕고자 자료를 모으는 소프트웨어를 ‘검색로봇’이라고 불렀고 사람과 문자 대화가 가능하도록 도와주는 소프트웨어를 ‘채팅로봇’이라고 불렀다. 그림1은 최초의 로봇인 ‘유니메이트’이다. 미국의 유니메이션사가 1962년에 최초로 개발한 제품으로 프로그램에 의해 동작하며 조정되는 기계팔(로봇)을 미국 자동차회사 GM의 뉴저지 공장에 처음 납품하면서 탄생하게 되었다. 사람이 조종하지 않고도 일정한 반복적 움직임을 나타내는 것은 로봇이 하는 주 업무이며, 이러한 특징을 이용해 그 동안 로봇을 대규모 생산 라인에서 부품을 조립하는 데 사용 했다. 울산에 있는 현대 자동차 생산시스템이 좋은 예가 될 것이다. 하지만 로보틱스 시스템은 비용문제로 인해 특정 대기업만 사용 가능하며 대부분의 중소기업은 수작업을 기반으로 하는 노동력 위주 산업으로 발전해 왔다. 하지만 향상된 인건비와 3D 업종 기피 현상을 감안할 때, 자동화된 로봇 시스템을 도입한다면 사람이 하기 어려운 일들을 중소기업에도 로봇이 대신해주는 로봇 위주 생산 시스템이 발달할 것이라는 생각이 든다. 국내외 로봇 시장의 현황 로봇 시스템이 비약적으로 발전하고 있는 나라는 대표적으로 미국과 일본을 들 수 있다. 오히려 유럽은 복지 혜택이 잘 되어 있기 때문에 그다지 로봇 산업에 대해 큰 관심을 가지고 있지 않지만 로봇을 활용한 국방 프로젝트 진행을 위해 연구소에서 많은 실험을 하고 있는 것으로 추정된다. 미국 로봇은 현재 두 가지 분야에서 급속도로 발전하고 있다. 하나는 DARPA에서 주도하는 전투형 로봇들이다. 전투형 로봇이라고 해서 로봇에다가 무기를 투여하는 공격형 로봇이 아니고 위험지역을 정찰하는 정찰형 로봇으로 볼 수 있다. 아이로봇 사의 팩봇, 존디어 사의 로봇 차량, 무인 정찰기 프레데이터 등이 대표적이라고 할 수 있으며 이라크 전에 실전 배치한 로봇들도 있고 2014년까지 미래 전투 시스템을 준비하는 로봇들도 있다. 다른 하나는 가정용 서비스 로봇 시장이다. 현재 대표적인 서비스 로봇은 청소로봇이다. 미국 아이로봇 사에서는 ‘룸바(Roomba)’라는 청소용 로봇을 만들어 출시 3년 만에 2백만대 이상을 판매하였다. 이 로봇은 국내에도 소개되어 간혹 케이블 TV를 보면 룸바와 비슷한 청소기 로봇를 판매하는 광고를 본 적이 있다. 이 밖에 장난감로봇 시장도 서비스 로봇 시장 못지않은 많은 관심을 받고 있다. 여러분들이 잘 알고 있는 소니 사의 ‘아이보’ 로봇부터, 요즘 휴어노이드 형태로 주목받고 있는 홍콩 와우위사의 ‘로보 사피엔스’까지 여러 제품들이 출시되었으며 ‘로보 사피엔스’ 같은 경우 1년 만에 200만대를 판매하는 대기록을 세우고 있다. 그림2는 현재 개발된 다양한 로봇들의 예를 보여주고 있다. 그렇다면 향후 로봇 시장은 어떠한 방향으로 발전하게 될까? 그림3은 일본 로봇 연합회에서 최근에 발표된 자료이다. 로봇 시장은 크게 홈 시장과 메디컬/복지 분야, 공공기관, 산업 분야, 제조업계 등으로 나누어지는 데 홈 로봇인 개인 서비스 로봇 시장이 서서히 성장해 나갈 것으로 예측하고 있다. 한편 국내 로봇 시장은 해외 시장과 달리 아직 초기 단계에 있으며 국가 주도형이라는 것이 그 특징이다. 미국과 일본에서 성공한 로봇 모델을 바탕으로 정보통신부가 제안하는 지능형 로봇을 교육용 로봇으로 만들어 국민 로봇으로 전국에 보급하려는 계획을 가지고 있다. 다시 말해 미국과 일본은 민간 기업에서 로봇 개발을 주도한다면 한국에서는 차세대 신성장 산업으로써 로봇 산업을 지목하여 로봇 테마 파크 라든가 국민 서비스 로봇이라는 개념까지 대두되고 있다. 국내 로봇 개발의 대표 주자로는 유진 로봇과 마이크로 로봇을 들 수 있다. 유진 로봇은 지난 2007년 1월초 라스베가스에서 개최된 세계 정보 가전 쇼에서 ‘아이로봇Q’ 로봇을 선보였다. ‘아이로봇Q’는 뉴스나 날씨와 같은 정보와 더불어 아비유 잉글리쉬와 같은 교육용 콘텐츠를 담고 있으며 자율 주향도 가능해 사용자가 원하는 위치대로 움직일 수 있는 유비쿼터스 홈 로봇의 시발점이라고 볼 수 있다. 한편 마이크로 로봇은 로봇을 내비게이션 하는 패턴을 먼저 청소기에 적용시킨 로봇을 선보이고 있다. 또한 국내의 다른 업체들도 교육 및 안내, 재난 구조, 보안용, 군용 등 다양한 분야의 로봇 개발에 힘을 쏟고 있다. 로봇 개발의 어려운 점과 극복해야 할 점 그러나 이러한 로봇을 개발하는 것이 솜사탕만큼 달콤한 것은 아니다. 현실에서 로봇을 하나 개발하기 위해서는 어쩌면 산모의 고통 보다 더 큰 고통을 겪으면서 출시한다. 이것은 로봇뿐만 아니라 임베디드 기기에도 마찬가지로 해당되는 것으로 많은 개발자들이 겪고 있는 복합체(하드웨어+소프트웨어) 생산의 어려움과 같은 맥락에서 볼 수 있다. 현장에서 들었던 로봇개발 관련 애로 사항에 대해 좀 더 이야기하자면 다음과 같다. 첫째, 무엇보다도 로봇 개발에서 가장 어려운 점은 소비자의 기대치가 너무 높다는 것이다. 로봇이란 영화나 만화에서 쉽게 등장하는 캐릭터로써 항상 무엇이든 해결할 수 있는 만능 척척 도구라고 알고 있다. 그러나 실제로 청소로봇과 같은 로봇을 실행해 보면 강아지처럼 장롱 안에 들어가 나오지 못하는 모습을 보여주기 때문에 이를 본 사람들이 로봇을 ‘멍청한 기계’로 한심스럽게 생각할 지도 모른다. 2006년 서울 디지털 포럼 패널 토론에 참석한 국내 로봇 업계 CEO 말 에 의하면 ‘사실 소비자들이 로봇을 사용해 본 구체적인 경험이 없다.’라고 말했다. 이 말은 국내 로봇 산업의 현 주소를 단적으로 말해주는 것으로 시사하는 바가 크다. 우리 주위의 매니아나 하비스트(Hobbist)를 제외하고 로봇을 구입하는 사람들이 드문 게 현실이고 장난감 로봇이 휴대전화처럼 대중화 되어 있지도 않다. 로봇은 필수 용품이 아닌 보조 기구이기 때문에 아직까지 커다란 IT 시장으로 진입하지 못하는 협곡(Casm) 지점에 머물고 있다. 둘째, 로봇 하나를 제작하기 위한 단가가 너무 비싸다는 점이다. 제조 단가가 비싸다는 것은 판매할 때에도 소비자들에게 비싼 가격으로 판매될 수 밖에 없음을 나타낸다. 로봇 구입을 위해 싸게는 몇 십 만원 단위에서부터 비싸게는 몇 백만 원까지 비용이 들기 때문에 고객들은 이 로봇을 사기에 부담스럽고 이 돈을 투자해서 ‘로봇을 살 정도로 로봇이 가치 있을까?’하는 의구심이 들 수밖에 없다. 결국 소비자들은 TV나 인터넷 UCC 동영상에서 로봇을 감상하는 정도로 만족하는 관찰자로 머물게 될 것이다. 셋째, 하드웨어가 음성지원, 자동 네비게이션 및 여러 가지 이벤트 작동을 현재 기술로 구현하기 어렵다면 대체 기술을 마련해야 한다. 기본적으로 로봇이 움직이기 위한 모터, 센서 외에 소비자가 좋아할 만한 아이템이나 로봇을 통해 구현되는 것이 뭔가 가치가 있을 만한 다양한 콘텐츠가 준비되어 있어야 한다. 이것은 단순한 로봇 개념뿐만 아니라 인터넷과 같은 웹 서비스와 결합하여 스며 들 수 있는 편재형 컴퓨팅(Pervasive Computing) 으로 구현되어야 한다. 또한 로봇을 샀을 때 내장된 소프트웨어로 만족할 것이 아니라 소프트웨어 및 콘텐츠를 지속적으로 공급 할 수 있고 업그레이드도 편리하게 할 수 있도록 준비해야 한다. 보통 소비자가 로봇을 처음 샀을 때 신기해 하지만 한 달 정도 지나면 식상하기 마련이고 먹통이 된다면 제조사들은 사후 서비스(AS) 보장을 통해 이를 지원할 수 있어야 한다. 결국은 향후 이 로봇의 하드웨어 보다는 로봇 속에 들어있는 로봇의 동작성과 더불어 콘텐츠와 서비스가 경쟁하는 로봇들과 차별성을 가져 올 수 있는 핵심이 될 것이다. 넷째, 로봇은 아직 시작 단계 기술이기 때문에 엔지니어들이 많이 부족하다. 로봇에 대한 하드웨어를 이해하는 엔지니어는 고사하고 그 원리를 알고 로봇 소프트웨어를 구동시킬 수 엔지니어 조차 극소수밖에 되지 않는다. 로봇 소프트웨어라고 해서 매우 특별하다고 생각하는 사람들이 많이 있을지도 모르지만 정작 로봇을 개발해 보면 임베디드 기기를 다루는 것과 별다른 차이가 없다. 물론 로봇의 동작성 때문에 이를 움직여 줘야 하는 몇 가지의 특별한 형태들이 존재하지만 기본적으로 임베디드 기기를 개발하는 것과 큰 차이점이 없다. 아직은 로봇에 대한 시각의 차이가 크고 대중화 되어 있지 못해서 로봇 개발을 생소하게 바라보는 경향이 있기 때문에 로봇을 좀더 대중화하기 위해서는 대중화된 IT 기술로 소프트웨어를 구현 할 수 있어야 한다. 이를 위해서 컴퓨터 공학이나 제어 계측 쪽 학문을 연구하는 대학교에 정규 과목으로 커리큘럼을 재정하여 체계적으로 로봇 소프트웨어 인력을 양성해야 한다. 아직도 로봇 시장은 무한한 가능성을 가진 시장이다. 그림5는 세계 서비스 로봇 시장의 성장 전망이다. 현재는 청소용이나 장난감 로봇이 인기를 끌고 있지만 앞으로 가정에서 주부에게 도움을 주거나 노인들이나 환자에게 도움을 줄 수 있는 퍼스널 간호원 로봇이 자리 잡을 것으로 예측되고 있다. 로봇 산업 발전을 위한 인식변화 로봇에 대해 국내외적으로 많은 곳에서 뜨거운 관심을 가지고 있으며 로봇 산업이 활성화되기 위한 국가 정책과 재정적인 도움을 호소하고 있다. 그러나 필자는 개인적으로 그 의견에 대해서 동의하지 않는다. 국가 기관에서 미래의 로봇시장 잠재성과 영세한 로봇 업체를 장려하기 위한 인프라나 산업 장려가 어느 정도 필요 하겠지만 그것보다 더 큰 숙제는 전체적으로 로봇 산업의 생태계 시스템이 마련되어야 한다는 점이다. 다시 말해 로봇 산업이 국내에서 훌륭하게 정착하기 위해서는 로봇을 지원하는 국가 정책 보다 로봇 수요에 대한 이윤 창출이 중요하다. 이윤 창출이 이루어져야 수익금으로 다음 버전에 대한 기술 투자를 이룩할 수 있다. 이는 국가 정책에 의해 탄생하는 기업과 사업보다는 자생적으로 경쟁할 수 있는 기업들이 많이 생성되어야 원활한 로봇 생태계가 조성될 수 있음을 의미한다. 이런 결과를 만들어내기 위해서는 노래하는 로봇이나 몇 미터 정도 두 다리로 움직이는 로봇보다는 실제 생활 속에서 사람들이 할 수 없는 어려운 일들을 해내거나 도움을 줄 수 있는 로봇이 만들어져 한다. 또한 로봇을 개발하는 업체들 간에도 분업화 및 전문화가 필요하다. 우리의 경쟁 상대는 내부가 아니라 외부의 신흥 IT 강국(인도, 중국, 브라질, 러시아)이며 이들도 뛰어난 기술력을 보유하고 있다. 하지만 이에 반해 아직까지 국내 로봇 개발은 너무 학술적인 구현에 치우쳐 있다고 판단된다. 결국 끝까지 살아남는 기업이 최후의 승자가 될 것이며 로봇이 돈이 되는 상품으로 발전한다면 자본력이 막강한 대기업이나 먼저 기술적 축적을 쌓은 경험 많은 외국 기업이 선도적으로 마켓 쉐어(Market-share)를 하기 때문에 그 간격을 줄이기가 싶지 않을 것이다. 아직도 우리의 생활 속에서 로봇은 낯선 이방인에 지나지 않는다. 로봇이 있으면 좋지만 높은 가격과 더불어 그 가치에 대해 아직도 많은 소비자가 재고 하고 있다. 생활 속에 로봇이 좀 더 긍정적이고 유용한 존재가 되어야 한다. 로봇에 대한 관심이 높아져서 젊은이들의 인기 미니 시리즈에도 소개되어 휴대폰, 카메라 다음으로 사고 싶은 기기가 로봇이 선택되는 환경을 조성해야 한다. 그림6을 보면 알 수 있듯이 로봇을 로봇으로만 보는 것이 아닌 좀 더 넓은 의미의 컴퓨팅 환경에서 바라보고 접근해야 가치 창출을 극대화 할 수 있다. 세계 2차 대전에서 연합군이 미사일 거리를 측정하면서 발전한 컴퓨팅은 현재 전 세계를 하나로 묶는 인터넷과 노트북 컴퓨터, 휴대전화와 같이 휴대가 간편한 제품군을 무선으로 연결하여 구축되는 모빌리티 컴퓨팅까지 실현하고 있다. 미래학자들이 가까운 미래의 일로 예견하는 것처럼 스스로 움직이고 동작하는 지능형 컴퓨팅 시대가 도래할 가능성이 높으며 그 중심에 서 있는 시스템은 로봇이 될 것이다. 따라서 지능형 컴퓨팅 시대에 도달하기 전에 우리는 이에 대한 철저한 준비를 갖추어야 할 것이다. 이번 호에서는 로봇을 사랑하는 팬으로써 국내외 로봇 시장 현황을 알아보았다면 다음 호에서는 구체적으로 이러한 서비스 로봇을 개발할 때의 플랫폼과 개발도구 및 테스팅, 시뮬레이션 도구에 대해 소개하고자 한다. 덧붙여 연재에 대한 문의점이나 피드백은 블로그를 통하여 상시 수렴하고 있으니 많은 참여를 부탁드린다. 주석 및 참고 1. 위키피디아 (http://www.wikipedia.org) 2. 일본 로봇 연합회 시장 분석 자료 3. Being Intelligent 저서, 미래의 창/2007년 4. 정보통신부 국민로봇사업 발표자료 (http://www.mic.go.kr/user.td-a=user.board.BoardApp&c= 2002&board_id=P_03_01_05&seq=808&mc=P_03_01_05) 5. 차원용 소장의 솔루션 마케팅 홈페이지 (http://www.studybusiness.com/ main.html) 6. 유진 로봇 홈 페이지(http://www.yujinrobot.com/) 7. 마이크로 로봇 홈 페이지(http://www.microrobot.com/main/main.asp) 8. SBS 서울 디지털 포럼(http://sdf.sbs.co.kr/en/index.sdf) 9. 마이크로소프트 로보틱스 홈페이지(http://msdn.microsoft.com/robotics) 10. 서진호의 모바일/임베디드 이야기(http://blogs.msdn.com/jinhoseo

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