칼럼 ＜과학 이야기＞ 로봇(Robot)의 응용 I -20회

[슬기터(章魯)]

*칼럼 <과학 이야기>-20회

로봇(Robot)의 응용 I

-이장로

최근 보도(작년 11월)에 의하면 국내연구진에 의하여 외과적 수술 없이 암종양 제거가 가능한 ‘초음파 원격제어 스마트 나노로봇' 이 개발되어 암 치료의 새로운 지평을 열었다고 한다. 이 연구에서는 금/티타늄 나노입자로 구성된 나노로봇이 초음파 자극에 활성화되어 과량의 활성산소종을 발생시켜 외과적 수술이나 항암제 없이 인체에 무해한 초음파로 나노로봇을 원격제어하여 암을 치료하는 기술로, 기존의 암종양 치료가 가지는 한계를 극복해 암(간암, 유방암, 신장암, 위암 등 )으로 인한 사망률 감소에 크게 기여할 것으로 보인다.

또한 이 연구는 로봇(Robot)의 동물실험에도 성공해 나노로봇의 체내 독성에 대한 후속연구가 이뤄진다면 임상에도 곧 적용될 수 있을 것이라고 한다.

로봇(robot)은 사람과 유사한 모습과 기능을 가진 기계, 또는 스스로 무엇인가를 작업하는 능력을 가진 기계를 말한다. 제조공장에서 조립, 용접, 핸들링 등을 수행하는 자동화된 로봇을 산업용 로봇이라 하고, 환경을 인식하고 스스로 판단하는 기능을 가진 로봇을 ' 지능형 로봇'이라 부른다. 사람과 닮은 모습을 한 로봇을 '안드로이드'라 부르기도 한다. 

그러면 로봇의 어원, 로봇의 연혁 및 변천, 로봇의 이용, 각국의 현황, 로봇의 응용전망과 로봇산업의 전망 등에 대하여 알아 보기로 한다.

로봇(robot) 이란 용어는 체코슬로바키아의 소설가 차페크(Karel Capek)가 1921 년 발간한 'Rossum's Universal Robots (R.U.R)'(R.U.R)이라는 희곡에서 처음으로 사용되었으며 그 어원은 체코어의 노동을 의미하는 단어‘로보타(robota) ' 이다. 로봇의 역할은 인간의 노동을 대신 수행하는 데서 찾을 수 있다. 

유명한 SF 작가 아시모프(Isaac Asimov)는 1950년에 발간한 아이 로봇 (I Robot)에서 로봇의 행동을 규제하는 세 가지 원칙을 제시했다. 첫째, 로봇은 인간에게 해를 끼쳐서는 안 되며, 위험에 처해 있는 인간을 방관해서도 안 된다. 둘째, 로봇은 인간의 명령에 반드시 복종해야 한다. 셋째, 로봇은 자기 자신을 보호해야만 한다는 것이다. 

로봇개발의 역사를 살펴 보면, 1921년 체코의 극작가 카렐카펙의 소설 'R.U.R'에서 처음 '로봇'이란 용어가 등장하여1959년 Unimate사에서Joseph Engelber등에 의해 최초의 산업용 로봇이 개발되고, 1974년 신시내티사에서 최초의 컴퓨터로 제어되는 산업용 로봇 T3가 개발되었다. 1979년 일본의 Yamanashi 대학에서 SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)로봇이 개발되었으며1997년 일본의 혼다사에서 최초로 계단을 오르는 인간형 로봇 P2(Asimo의 전신)가 발표되었다. 1999년 일본 소니사에서 최초의 애완로봇 AIBO(Artificial Intelligence Robot)이 출시되고 2003년 미국 NASA에서 이동로봇 '스피릿'이 화성에서 탐사활동하였으며 2004년 미국 수술용로봇 다빈치시스템이 개발, FDA인증 상용화되었고 2006년 미국 국방로봇 보스톤 다이내믹스사의 BigDog이개발되었다. 그리고 한국은 2008년 '지능형 로봇 산업육성 특별법' 이 제정되었다.

그러면 로봇은 어떻게 사용되는가? 그 동안 인간이 해 오던 많은 일들을 지금은 로봇이 대신하고 있다. 즉 산업용으로 주로 힘이나 정밀도를 요하는 작업을 담당하는 자동차 조립, 전자제품 조립, 자동 운반하는 로봇이 있고 수술 보조를 하는 의료용 로봇이 있다.

공장에서 제품을 생산할 때 컴퓨터를 이용하면, 제품의 생산 계획이나 설계·제조· 보관·출고에 이르기까지 거의 모든 일을 처리할 수 있다. 기계 공업에서 가장 많이 사용하는 수치 제어 공작 기계 즉 공작 로봇이다. 이것은 가공하는 작업의 순서와 내용을 수치 정보로 만들어 기계에 입력시키면 기계가 자동적으로 가공 작업을 하는 것이다. 이 수치 제어 공작 기계와 자료의 입력 관리를 맡는 컴퓨터가 결합하여 만들어진 것이 컴퓨터 수치 제어 공작 기계이다. 이 수치 제어 기계에서 더 발전하여 복잡한 가공을 할 수 있도록 만든 장치가 공작 로봇이다.

그리고 가정용으로 주로 인내심을 요하는 작업을 담당하는 로봇 청소기, 애완용 로봇, 간병 로봇이 있으며, 위험한 환경에서의 작업을 담당하는 우주탐사선, 무인 정찰기와 군사용으로 폭발물 제거 로봇 등이 있다.

각국의 로봇의 발전현황을 알아 본다.

미국은 산업용 로봇의 창시국으로 인공지능 등 원천기술분야에서 세계 1위의 로봇 선도국이다. 로봇이 생활에 도움을 주는 기계라기보다 앞으로 인류를 위협할지도 모른다는 생각이 있어서 주로 터미네이터등 영화에서는 로봇이 인류를 위협하는 존재로 나와 있다. 또 무인 조종비행기 등 군사에서 쓰는 군사 로봇이 가장 잘 발달되어 있다.

2015년, 미국의 로봇 제조사인 한슨 로보틱스에서 일상을 위한 최신 인공지능 로봇, '한(Han)'을 공개하였다. 한은 사람과 대화를 할 수 있는 것은 물론, 사람의 표정, 성, 나이 등을 캐치할 수 있다. 한의 가장 놀라운 점은 인간 같은 표정을 지을 수 있다는 것이다.

일본은 에도 시대(1603-1867)에도 가라쿠리 인형 같은 로봇이 있었다. 일본은 아시모등과 같은 휴머노이드형 로봇이나 소니의 AIBO와 같은 애완용 로봇 그리고 산업용 로봇 외에도 인간의 모습에 가까운 로봇 개발에 힘쓰고 있다. 아톰, 건담 같은 로봇 애니메이션이 대중적인 인기를 얻고 있다.

유럽은 전통적으로 낙농산업과 복지산업이 발달한 지역이어서 로봇도 농업용 로봇과 실버복지 로봇에 대한 연구가 한창이다. 독일의 KUKA 로봇, 스웨덴의 ABB 등 산업용 로봇 강국이 있으며, 프랑스도 교육용 로봇과 같은 서비스 로봇에 대한 투자를 강화하고 있다. 독일의 DLR연구소의 스마트 로봇핸드 등 원천기술에 대한 연구도 활발하다. 일렉트로눅스사의 청소로봇 트릴로바이트 등 서비스 로봇에 대한 제품도 생산되고 있다.

중국에서는 로봇을 산업이나 가정에 도움을 주는 기계라보다는 사람이 조종하는 꼭두각시라고 생각한다.  2000년에 선행자(先行者)라는 이름의 직립보행형 로봇을 개발하였다.

-다음에 계속