개방과 공유를 통한 로봇 비즈니스 ‘Cloud Robot’

클라우드 로봇으로 로봇산업의 新시장을 개척하자!

클라우드 로봇(Cloud Robot). 최근 로봇업계가 주목하는 키워드다. 현재 로봇은 개발비용 및 유지보수비용 등이 높아 고가에 속하고 이 때문에 로봇산업 활성화가 생각보다 더디게 이루어지고 있다. 로봇 전문가들은 이러한 해결책으로 개방과 공유를 통한 서비스 비즈니스인 클라우드 로봇을 꼽으며, 이 분야가 앞으로 로봇산업의 대중화를 실현시킬 수 있다고 보고 있다. 클라우드 로봇이 과연 로봇산업의 어떤 ‘신 시장’을 열어줄 것인지 본문에서 점검해본다.

구름 너머에는 무엇이 있을까? 형체는 없지만 손만 뻗으면 이용할 수 있는 클라우드 서비스
언제부터인가 클라우드(Cloud)라는 용어가 들리기 시작하더니 이제는 클라우드가 새롭게 떠오르는 기술이나 유행이 아닌 차세대 패러다임으로 확고히 자리를 잡아가고 있는 모습이다. 클라우드는 컴퓨터 시스템 도면을 그릴 때 네트워크를 구름처럼 두루뭉술하게 그린 것에서 유래됐다고 한다. 그리고 현재는 구름과 같이 형체가 특정치 않은 인터넷 망에서 어디서든지 이 구름에 손만 뻗으면 데이터를 이용할 수 있다는 의미로 사용되고 있다.

클라우드는 1990년대에 거대한 규모의 ATM을 지칭하는 데서 쓰이기 시작했다. 그러다가 소비자 중심의 웹 기반이 형성된 21세기에 들어서 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing)이라는 용어로 널리 퍼지게 됐다. 클라우드 컴퓨팅은 개인용 컴퓨터나 기업의 서버에 개별적으로 저장해 두었던 프로그램이나 문서를 다양한 단말기로 필요한 소프트웨어를 구동해 언제, 어디서나 원하는 작업을 수행할 수 있도록 한다. 즉, 이용자 중심의 컴퓨터 환경을 제공하는 것이다.

클라우드 시장은 2006년 인터넷 서점 ‘아마존’이 유휴 자원을 다른 사람에게 저장·계산하게끔 공개하면서 본격적으로 개막됐다. 그리고 시장이 점점 커져 애플과 구글, 마이크로소프트와 같은 거대 기업이 속속 참여하게 되면서 최근 차세대 서비스 비즈니스로 정착했다. 이러한 클라우드에 로봇산업도 주목하기 시작했다. 클라우드를 통해 로봇의 새로운 서비스를 기대하고 있는 것이다. 국내 한 로봇전문가는 로봇산업이 클라우드에 주목하는 이유에 대해 스마트폰의 생태계와 닮아있기 때문이라고 이야기한다. 불과 몇 년 전 빈약한 사양의 안드로이드 OS를 탑재한 스마트폰이 발표됐을 때, 뛰어난 사양의 기존 제품이 대세였음에도 불구하고 몇몇 IT 전문가들은 이 새로운 기술이 시장의 지각변동을 선도할 것이라고 예상했다. 개방성, 확장성, 사용 편의성을 갖춘 발전 가능성이 높은 모바일 OS의 가능성을 보았기 때문이다. 이처럼 로봇산업도 개방·공유를 통한 클라우드 기반의 로봇으로 로봇산업의 핑크빛 미래를 기대하고 있다.

소형·경량화·저가 실현하는 클라우드 로봇  
클라우드 로봇이라는 말은 언제부터 언급된 것일까?
로봇전문가에 따르면 구글에서 투자한 로봇전문기업 Willow Garage가 환경인식이나 물체 조작과 같은 방대한 처리 능력이 요구되는 서비스를 이야기하면서 구글의 클라우드 환경을 활용하는 ‘클라우드 로보틱스(Cloud Robotics)’가 처음 소개됐다고 전한다.
통상 로봇이 사람의 생활공간을 공유하며 서비스를 제공할 때 혼자의 힘으로 환경을 이해하고 사람의 의도를 파악해 주어진 작업을 수행하기에는 능력의 한계가 있다. 클라우드 로봇은 이처럼 로봇 스스로 수행하기 어려운 작업을 클라우드 환경을 이용해 극복한다는 것이다. 예를 들어 로봇이 얼굴 영상을 통해 서비스 제공 대상을 찾는다고 할 때 로봇 자체적으로 가지고 있는 자원만으로는 부족할 수 있다. 이 경우 대용량 서버와 가장 잘 나온 얼굴영상을 가진 주변 카메라를 활용하면 더욱 신속하고 정확하게 대상을 찾아 더 나은 서비스를 제공할 수 있게 된다. 즉, 로봇이 얼굴인식을 위한 카메라, 음성인식을 위한 마이크 등을 로봇 하드웨어에 탑재하지 않아도 주변 기기를 이용해 클라우드 서버와 연동함으로써 보다 저렴한 비용으로 양질의 서비스를 제공할 수 있다는 것이다.
이와 같은 클라우드 로봇은 아래와 같이 다양한 장점이 있다.
 
· 소형·경량화 된 로봇 개발 가능
클라우드 로봇은 고성능의 컴퓨팅 자원을 필요로 하는 사용자와의 인터랙션 정보와 데이터 처리를 네트워크에 연결되어 있는 플랫폼에서 분산 처리함으로써 소형·경량화 된 보급형 로봇이 가능하며 이기종 로봇 OS에 따른 제어를 단일화 할 수 있다.

· 중복 투자 방지를 통한 연구개발비 절감 효과
현재 Stand Alone형 로봇은 각각의 콘텐츠를 새롭게 개발하여 탑재하는 방식을 채택하고 있어 연구개발비 등이 중복 투자되는 경향이 있다. 클라우드 로봇은 개발된 콘텐츠마다 서버에 저장, 서로 공유할 수 있는 시스템을 갖춰 로봇 단말 특성에 따라 실시간 콘텐츠를 제공받을 수 있기 때문에 중복 투자 방지를 통한 연구개발비 절감 효과를 기대할 수 있다.

· 대규모 로봇시장 창출 기대
기존 로봇의 경우 가격이나 성능이 수요자의 기대치에 비해 현저히 낮아 시장 진입장벽이 상당히 높은 상태이다.
따라서 소형, 경량, 저가의 클라우드 컴퓨팅과 가상화를 융합한 클라우드 로봇은 로봇 자체의 성능을 최소화하고 서버를 적극 활용함으로써 수요자의 가격적인 기대치를 만족시켜 대규모 로봇시장 창출이 용이하다.

· 로봇 관리의 집중화 구현
산업분야별 로봇과 특정 지역별 로봇들을 중앙 집중적으로 제어·관리할 수 있을 뿐 아니라 실시간 자동패치, 장애발생 관리 등의 관리비용을 절감할 수 있는 로봇 관리의 집중화 구현이 가능하다. 즉, 클라우드 로봇은 각각의 콘텐츠를 새롭게 개발하여 탑재하는 방식이 아니라 개발된 콘텐츠를 서버에 두고, 서로 가상환경에서 공유할 수 있는 시스템이 갖춰지기 때문에 콘텐츠 활용의 극대화와 경제적인 서비스가 가능한 원격 소프트웨어 업데이트 및 콘텐츠 배포 및 운영이 가능하다.

전세계적으로 클라우드 로봇 붐(Boom) 일다
현재 전세계적으로 로봇 SW 플랫폼 기술에 열을 올리고 있다. 하지만 아직은 초기 시장이며, 이 초기시장에 진입한 상품들은 있지만 서로 호환이 되지 않는 양상을 보이고 있다. 그리고 플랫폼의 특성도 약간씩 다르며, 공개여부도 차이를 보이고 있다. 현재 상품들로 판매되고 있는 것은 미국 MS사의 MSRDS, Evolution Robotics사의 ERSP, iRobot사의 iRobot AWARE 등이 있다. 그러나 이러한 상품들은 시장에서 미미한 점유율을 가지고 있다. 한편 국내외 로봇 SW 플랫폼 과제로는 미국 ROS(Robot Operating System), 유럽의 OROCOS(Open Robot Control Software), BRICS(Best Practice in Robotics), 일본의 RT Middleware, 한국의 OPRoS(Open Platform for Robotic Service) 등이 있다.

미국  Willow Garage의 ROS, 세계적 인지도 구축에 성공
미국 정부는 NSF 등 국가기관을 통해 로봇산업지원계획(NRI)을 발표하며, 개방형 로봇구조 및 공통플랫폼 구축에 연구자 및 사용자 참여에 의한 R&D, 교육, 상용화 전반의 지원을 명시했다. 이와 더불어 미국은 로봇기업들이 각자 로봇 플랫폼 사업을 추진해오고 있는데, 그 중에서도 Willow Garage의 ROS가 활발히 진행되고 있다. Willow Garage는 클라우드 활용 로봇인 ‘PR2’를 개발해 MIT와 뮌헨 공대 등 전 세계 최고 수준의 로봇 연구실에 무료로 제공했다. 그리고 PR2를 이용해 개발한 클라우드 로봇기술을 공유하도록 했으며 이러한 오픈 커뮤니티를 운영해 세계적 인지도 구축에 성공했다. ROS는 이미 수많은 오픈소스 개발자들이 몰려들어 그 전망이 매우 밝다.
 
유럽  로봇협업과제 ‘RoboEarth’ 수행 중
OROCOS는 Real-time CORBA 개념을 적용한 표준플랫폼으로, 유럽연합의 선반업체, 자동화용 컨트롤러 업체들과 공유하고 있다. 또한 유럽은 FP7(The European Union Seventh Framework Programme)의 일환으로 로봇협업과제 ‘RoboEarth’를 수행 중이다. RoboEarth는 로봇들이 정보를 공유하고 행동과 환경에 대해 서로 배우는 거대한 네트워크이다. 즉, 로봇용 클라우드를 구축해 로봇들이 관련 정보를 찾아 배우게 하는 시스템이다.

일본  OpenRTM-aist, 정부지원 중단으로 인한 유지보수 문제로 난항 예상
일본은 정부의 지원으로 개발된 로봇 SW 플랫폼 ‘OpenRTM-aist’를 모든 로봇 R&D 과제에 적용하도록 했고, 실제로, 카와다(Kawada)공업(주)의 HIRO, AIST의 HRP-2와 HRP-4C 등에 적용했다. OpenRTM-aist는 네트워크상에 분산된 다양한 기능을 가지는 모듈을 통일적으로 관리 통합하기 위한 기본적인 기능을 제공하는 RT컴포넌트 체제에 의해 다양한 로봇 기능 요소를 용이하게 모듈화해 다른 모듈과 제휴시킬 수 있다. 컴포넌트 체제뿐만 아니라 컴포넌트의 생성, 공개, 삭제 등의 관리를 실시하는 미들웨어 라이브러리도 제공한다. 개발자는 다른 모듈과의 제휴 부분 등 정형적인 부분에 주위를 기울이는 일 없이 실현하고 싶은 기능을 모듈로 내장하는 것에 전념할 수 있다. 하지만 OpenRTM-aist는 과제 종료(`12년 4월) 후, 정부지원 중단으로 인한 유지보수 등의 문제로 로봇기업들이 적용에 관심이 없어 확산에 난항이 예상되고 있다.

한국  로봇 SW 플랫폼 개발에 일찍부터 관심
국내에서 최초의 로봇 SW 플랫폼 관련 개발은 옛 산업자원부의 SPIRE 과제(2007년)와 옛 정보통신부 RUPI 과제(2008년)에서 시작됐다. RUPI(Robot Platform Unified Initiative)는 로봇의 주요 기능을 외부서버로 분산시키는 네트워크 로봇의 등장에 따라 로봇과 서버간 통신 방식, 미들웨어 플랫폼 등을 표준으로 하나로 통합시켰다. 이와는 별도로 SPIRE(Software Platform Initiative for Robotics Engineering)는 로봇 주요 기능 구현을 위한 응용 소프트웨어(컴포넌트), 이를 통합하는 표준화 구조(프레임워크), 시뮬레이터를 포함한 개발도구, 검증 및 평가도구 등에 대한 개발을 목표로 추진됐다.
그리고 2008년 새 정부 출범으로 로봇산업 정책이 지식경제부로 일원화됨에 따라 지식경제부는 SW플랫폼의 명칭과 라이선스 정책을 통일하고 총괄운영위원회를 구성, 연구 방향과 연구 내용을 조정함으로써 통합적으로 사업을 지속 관리하기로 했다. 이에 이전의 RUPI와 SPIRE는 단일화된 OPRoS(Open Platform for Robotic Services)로 재탄생하게 되었다.

한국이 최초로 클라우드 로봇 개념을 만들었다?
사실 우리나라에서는 지난 2005년부터 용어만 다를 뿐 클라우드 로봇과 유사한 개념의 ‘URC(Ubiquitous Robotic Companion) 로봇’ 기술을 우리의 앞선 정보통신 기술 인프라를 바탕으로 개발해 오고 있었다. 중간에 舊 정보통신부와 舊 산업자원부가 지식경제부로 통합되면서 개념상의 혼란을 겪었지만 아직도 이 분야에서 우리나라의 기술 경쟁력은 세계적으로 최상위 수준에 있다고 로봇 전문가들은 이야기하고 있다.
URC 로봇은 언제 어디서나 나와 함께 하고, 나에게 필요한 서비스를 제공하는 것을 목적으로 하며, 유비쿼터스 환경에서 동작하는 네트워크 기반의 지능형 로봇으로, 서버를 통해 로봇이 센서나 IT 기기들과 연동되고 서버의 컴퓨팅 능력을 빌려서 사용한다는 점에서 클라우드 로보틱스와 기본 개념이 비슷하다. 이 URC 로봇을 실현하기 위해 OPRoS라는 지능형 로봇의 소프트웨어 규격이 정의되었고, 이 OPRoS는 2007년부터 ETRI, KETI, KIST, KITECH, 강원대 등이 참여해 지금까지 추진해오고 있다.

· OPRoS 전/후 로봇의 성능비교 결과 우수성 검증
OPRoS는 사용자 및 개발자가 로봇 콘텐츠 및 컴포넌트를 쉽게 개발하도록 모든 동작 프로그램, 예를 들어 센서, 구동기, 네비게이션 등을 컴포넌트 형으로 제공하거나, 통합개발도구를 사용하여 원하는 로봇 콘텐츠 혹은 컴포넌트를 쉽게 만들 수 있도록 한다.  또 개발된 콘텐츠 및 컴포넌트의 신뢰성과 성능을 측정할 수 있도록 시뮬레이션과 검증 및 평가도구를 제공하며, 이들이 로봇에서 쉽게 동작할 수 있도록 로봇 프레임워크를 제공하고, 이들을 쉽게 구하거나 활용할 수 있도록 서버를 제공한다.

OPRoS는 윈도우즈, 리눅스, 실시간 운영체제, iOS, 안드로이드 등 다양한 운영체제에 구현돼 있으며 현재 소스코드를 홈페이지(www.opros.or.kr)을 통해 공개하고 있고, 라이선스는 LGPL로 하여 로봇기업에서 기술료 없이 상용화 하도록 했다. 국내에서는 OPRoS가 로보스타의 반도체용 핸들러 로봇, 로봇에버의 로메오, 유진로봇의 아이로비큐, 퓨처로봇의 퓨로 등에 적용됐으며, OPRoS 전/후 로봇의 성능비교 결과 우수성이 검증돼 향후 로봇기업의 더욱 활발한 사용이 기대되고 있다.

· OPRoS, 대외적인 홍보 부족으로 활성화 아쉬워…
한 로봇기업 관계자는 잘 만든 소프트웨어와 좋은 소프트웨어는 다르다며, 좋은 소프트웨어는 많은 사람들이 사용하는 소프트웨어라고 이야기한다. 지금까지 OPRoS는 기술개발 및 성능 안정화에 집중하면서 현재 5년차를 맞이하고 있지만 플랫폼에 대한 대외적인 홍보 부족으로 다양한 사람들의 참여가 미흡한 것이 사실이다. 또한 국책과제이다 보니 향후 안정성 및 연속성이 사용자에게 불안함을 안겨주기도 한다. 그리고 커뮤니티의 활성화가 부족하고 홈페이지에서의 사용자 피드백도 부족하다는 지적이 나오고 있어 이에 대한 해결이 시급하다.

· OPRoS 5차년도 계획은 보급 확산에 주력
올해 OPRoS는 앞서 언급된 문제점들을 보완해 기술개발과 함께 보급 확산을 위한 다양한 사업을 계획 중이다.
기술개발에서는 △미들웨어 분야(실시간 지원 운영체제 결합 미들웨어 기술 개발, 컴포넌트의 오류로 인한 오동작 방지 및 시험, 컴포넌트 동적 재구성에 다른 오류 처리 기술)와 △맞춤형 통합개발도구 분야(디버깅 기능 개발 및 개별 도구들의 기능 향상 및 안정화, 컴포넌트 에디터, 컴포우저, 태스크 에디터, 시뮬레이터, 시험 검증 도구 등이 연동), OPRoS 기반 로봇 상용화 기술이 더 보강될 예정이다.

OPRoS 보급 확산을 위해서는 주기적인 회의를 통해 기업의 요구사항 청취 및 비즈니스 협업 시스템을 구축할 예정이며, 주요 대학들에 참조 로봇 1대 이상을 대여해 OPRoS 관련 설명회도 개최할 계획이다. 또한 이번에 OPRoS 홈페이지가 개편될 예정으로, 활용 및 동작 설명을 중심으로 주제별 Q&A 메뉴를 구축하고, 내용·주제별 소스코드를 공개하며, 양방향 서비스로 새롭게 바뀔 것으로 보인다. 그리고 영문 및 한글 홈페이지 제공과 SNS를 통한 홍보로 활발한 커뮤니티를 구축해 5차년도 후에는 기업에서 운영될 수 있도록 추진할 계획도 갖고 있다. OPRoS는 대외 협력체제도 구축할 예정으로, 일본의 AIST와 유럽의 BRICS 과제간의 협력체제뿐만 아니라 현재 Willow Garage와의 전략적 제휴 방안도 모색하고 있는 중이다.

클라우드 로봇, 로봇시장 확대 위한 핵심 키워드!
클라우드 로봇은 우리나라가 먼저 그 개념을 만들었으나 인지도 면에서는 많이 부족함이 있다. 이번 OPRoS 5차년도는 그런 인지도를 높여 다양한 분야의 전문가와 일반 사용자들이 쉽게 로봇 관련 SW를 개발하고 제작하게 만들게 하는 인프라를 만들어 줘야 할 것이다. 한 로봇기업 관계자는 “로봇산업은 같이 가야 한다. 그러기 위해서는 내 것을 먼저 오픈해야 한다. 그 해결방법은 역시 우리 로봇에 우리 것을 파는 것이 아니라 공유할 수 있는 플랫폼을 만들어 다 같이 사용하게 하는 것”이라고 말한다.

성공적인 로봇산업을 위해서는 많은 참여자들이 있어야 하기에 이들을 끌어들일 수 있는 클라우드 로봇이 로봇시장 확대를 위한 핵심이 된다는 것이다. 우리나라가 지금까지 쌓아 온 실력과 세계 제일의 정보통신 인프라를 충분히 활용하면서 기술개발과 실용화, 그리고 보급화에 매진한다면 가까운 미래에 세계적인 클라우드 로봇을 한국이 주도하게 되리라고 믿어 의심치 않는다.