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| ▲ [사진 = (주)티라로보틱스] |
로봇의 상용화 바람이 매우 거세다. 특히 코로나19로 인한 비대면의 요구와 AI의 발전에 따라서 다양한 분야로 로봇의 수요가 확대되고 있다. 지난 3월 우리나라 정부에서도 향후 3년간 관련 사업에 20조원 이상의 재정을 투자한다고 밝혔다. 국제로봇연맹의 발표에 따르면, 2019년 글로벌 전문 서비스 로봇시장의 규모는 전년 85억 달러에서 32% 증가한 112억 달러로 집계되었다. ‘월드로보틱스-서비스로봇 2020(World Robtics-Service Robot 2020)’ 보고서 발표에 따르면, 물류 로봇이 전체 로봇 시장의 43%의 점유율을 기록할 정도로 최대 비중을 가지고 있다. 2019년 7만 5천대 판매를 기록한 물류로봇은 2023년 25만 9천대의 판매를 기록할 것으로 예상되며, 물류 로봇이 로봇의 상용화를 가장 선두에서 견인할 것으로 예측되고 있다. 이처럼 물류를 중심으로 로봇 산업이 빠르게 성장하고 있는 가운데, 국내 토종기업으로 자율주행 물류로봇의 상용화를 이끌고 있는 선두기업 ‘㈜티라로보틱스(대표 김동경, 김정하)’가 업계 관계자들로부터 많은 주목을 받고 있다.
‘자율주행물류로봇’ 메인마켓 진입하나? 폭발적인 성장 예고
제프리 무어(Geoffrey Moore)는 그의 책 ‘Crossing the Chasm’에서 신기술에 대한 ‘Life Cycle(수명 주기)’에 대해 서술했다. 신제품이나 혁신 제품이 사회에 수용되고, 시간이 지나 소멸하는 과정을 설명하는 사회학적 모델이다. 모든 신기술은 가장 먼저 얼리어답터(early adopter) 시장에서 평가를 받고 메인마켓으로 들어가게 되는데, 얼리어답터 시장과 메인마켓 사이에서 약간의 공백이 발생하고, 그 공간을 캐즘(Chasm)이라고 부른다. 이는 메인시장 진입 전 마지막 단계로 기술을 더욱 보완하는 단계라고 볼 수 있다.
㈜티라로보틱스 김동경 대표는 현재 자율주행로봇이 이 캐즘을 넘어가는 단계에 있다고 지적했는데, 캐즘 단계를 거친 후에는 이른바 ‘Bowling alley’ 및 ‘Tornado’ 효과를 통해 시장에 엄청난 파급력을 미치게 되고 관련 시장이 폭발적으로 성장하게 된다. 우리가 가장 잘 알고 있는 TV 시장의 예를 들면 흑백TV에서 컬러TV. 그리고 LCD, LED 시장을 거쳐 현재 OLED시장에 이르렀는데, OLED가 처음 나왔을 때 77인치 기준으로 가격이 3500만원이었다. 현재는 300만 원대 까지 가격이 떨어지고 성능은 더 좋아졌다. 이는 OLED시장이 메인 마켓으로 진입한 것을 의미한다.
◈ ㈜티라로보틱스’, ‘2022 스마트공장·자동화산업전(SF+AW)’에서 뛰어난 기술 선보여
◈ 자체적으로 확보한 하드웨어 기술(AWG)과 이를 효과적으로 운영할 수 있는 소프트웨어
현재 시장 상황을 비추어 볼 때 물류로봇도 위에 언급한 TV의 Life Cycle과 똑같은 형태로 진행 될 것이다 . 물류로봇은 단순하게 라인을 따라 움직이는 AGV(Automated Guided Vehicles)가 처음 나왔고, 이후 바코드를 따라 움직이는 마커 방식의 AGV가 나왔다. 현재에 이르러서 자율주행물류로봇인 AMR(Autonomous Mobile Robot) 제품이 나왔는데, 결국 AMR이 케즘을 거쳐 메인 마켓으로 진입할 것이다. AMR은 자율주행을 기반으로 한다. 지도와 좌표를 입력하면 로봇 스스로 목적지를 찾아가는 시스템이다. 김 대표는 이와 같은 물류로봇의 변화를 기차와 자동차에 비유했다.
“기차와 자동차를 예로 들면 이해가 쉽다. 기차는 사람이나 화물을 운송하는 것이 목적이었다. 레일 없이 자유롭게 이동이 가능한 자동차가 나오면서 농업용을 비롯한 각종 산업용 장비로 차량이 활용되기 시작했고, 이송과는 전혀 상관이 없는 레이싱 경주라는 스포츠 문화까지 탄생했다. 로봇 시장도 마찬가지다. AGV 기술을 벗어난 AMR 시장이 메인마켓에 진입하게 되면 자율주행로봇 시장은 이전과 비교할 수 없을 정도로 커질 것이다”
자동차와 로봇의 비슷한 점은 또 있다. 자동차는 프레임, 엔진, 바퀴, 소프트웨어 등 여러 분야의 기술이 종합적으로 어우러져 작동하는 종합예술이다. 자율주행 자동차는 여기에 여러 가지 센서와 소프트웨어가 더해졌다. 언급한 요소 중에 어느 것 하나라도 부족하면 상품적인 가치가 떨어지게 되는데, 무엇보다 가장 중요한 부분을 차지하는 것이 바로 하드웨어다. 로봇도 마찬가지다. 로봇산업은 기계, 설비, 인공지능 등 다양한 기계 산업과 IT산업이 융·복합되어 있는 4차 산업으로 소프트웨어가 매우 중요하다. 하지만 소프트웨어 역시 하드웨어를 작동하기 위한 프로그램으로 로봇을 구성하는 하드웨어가 가장 중요하다고 볼 수 있다.
자동차에 사용되는 하드웨어는 모두 자동차에 특화된 제품이다. 하지만 크기가 작은 로봇은 초기 시장이 형성되고 있는 단계이기 때문에 로봇에 적합하게 특화되어 있는 부품이 없다. 여러 부품을 작은 공간에 밀집해서 넣다보니깐 제작하는데 많은 한계가 따르는 상황이다.
㈜티라로보틱스는 지난달 서울 코엑스에서 열린 ‘2022 스마트공장·자동화산업전(SF+AW)’에서 제한된 시장 안에서 로봇이 가진 하드웨어적인 한계를 뛰어넘는 기술력을 선보이며, 폭발적인 주목을 받았다. ㈜티라로보틱스 기술력의 핵심은 자체적으로 확보한 하드웨어 기술(AWG)과 이를 효과적으로 운영할 수 있는 소프트웨어, 즉 ‘로봇 토탈 솔루션’을 설계할 능력을 갖추었다는 것이다.
국내유일 AWG 시스템 확보, 요철 및 단차 등 외부의 거친 환경도 문제없어
㈜티라로보틱스의 하드웨어 기술력은 이전과는 다른 제품을 생산할 수 있도록 만들었다. 이곳의 자율주행물류로봇은 바닥에 단차가 있거나 턱이 있어도 막힘없이 안정적으로 주행하며, 언덕길도 문제없다. 한국산업기술원(KITI)에서 시험한 결과에 따르면 1000kg을 적재한 상태로 10도의 경사로에서 안정적인 등판 주행을 했으며, 최대 1,300kg을 적재한 상태로 높이 31mm의 장애물도 통과했다.
김 대표는 “일반적인 로봇은 거친 노면을 주행 시, 바닥의 단차로 인한 충격으로 실려 있는 짐을 안정적으로 이송하지 못한다는 문제점이 있다. 자동차는 충격 흡수를 위하여 쇼크 업소버(Shock Absorber)와 스프링을 사용하지만 이 기능을 물류 로봇에 적용할 경우, 오히려 높이 쌓여 있는 짐을 전복시키는 결과를 초래할 수 있다.
당사는 이런 문제를 해결하기 위해 AWG 시스템을 개발하였다. 당사의 로봇은 거친 바닥 및 요철 주행 시 단차로 발생하는 충격을 흡수하여 적재된 물류를 안정하게 이송이 가능하다. 연속된 요철은 물론 10mm의 턱도 큰 충격 없이 넘어간다. 또한 모든 승강기 입구에는 바닥에 20mm 단차와 35mm의 간격이 있는데, 이를 넘어갈 수 있는 로봇은 국내에서 당사의 제품이 유일하다”고 언급했다.
◈ 100% 자체설계 ADM SYSTEM, SML SYSTEM 기술로 핵심 부품의 내재화
◈ AWG, ADM, SML, Hybrid SLAM 시스템의 로보엘(Robo-L), 낮은 지상고로 롤테이너에 최적화
㈜티라로보틱스의 모든 로봇 제품에 적용되어 있는 ADM System은 구동 Actuator 기술을 사용하고 있다. 보통 로봇에 사용되는 구동계는 기성품인 Motor, Drive, Encoder, Wheel을 조립하여 사용하는데, 구동계의 외형적인 크기가 커지는 것은 물론이고, 제품을 따로 구입하여 조립하기 때문에 안정적인 회전 구동에 문제점이 발생할 여지가 매우 많다. 하지만 이곳의 ADM 시스템은 크기는 절반 정도로 작고 Power도 훨씬 높으며, 자체 설계하여 만든 부품을 사용하기 때문에 안정성이 매우 높다. 타사 대비 더욱 소형화된 로봇 제작이 가능하며, Wheel의 떨림 현상을 최소화하여 5mm 수준으로 정지정밀도를 높였다. 이곳의 ADM 시스템은 100% 자체 기술로 설계하고 개발한 핵심 부품으로 이 제품에 한해 워런티 5년을 보장할 정도로 뛰어난 완성도를 자부하고 있다.
현재 이곳에서는 티라봇 시리즈인 ‘THiRAbot 100’, ‘THiRAbot 200’, ‘THiRAbot 300’ ‘THiRAbot 600’, ‘THiRAbot 1000’ 등 다양한 Capacity를 갖춘 제품을 생산하고 있다. 최근에는 신제품 ‘로보엘(Robo-L)’을 출시했는데, 이 제품은 지상고가 상당히 낮다는 것이 특징이다. 일반 자율주행 물류로봇의 경우 지상고가 350mm 정도인데 반해서 로보엘은 170mm에 불과하다. 이 제품은 롤테이너 운송에 더욱 특화된 제품으로 물류창고나 대형/소형 마트 등 크고 작은 여러 상업 시설은 물론이고, 대형 병원에서도 적극적으로 활용이 가능하다. 김 대표는 “로보엘은 국내 최저 지상고(바닥에서 로봇 상판까지의 높이)를 자랑한다. 이를 통해 기존에 물품 이송 시 가장 많이 이용되는 롤테이너(수동카트, 롤테이너는 지상고가 낮아 지금까지 출시된 로봇을 이용할 수 없었다)에 자율주행 기능을 부여해 줌으로써 로봇의 활용 범위를 획기적으로 넓혔다. 앞으로 더욱 많은 고객들이 자율주행로봇의 수혜자가 될 것으로 기대하고 있다”고 언급했다.
로보엘에는 이곳의 핵심 기술인 AWG 시스템, ADM 시스템, Hybrid SLAM이 두 제품 모두에 적용되어 있는데, 지난 3월 전시회에서 요철이 있는 바닥에서 자율주행의 정확성을 완벽하게 시연하여 방문객과 관련자들에게 엄청난 찬사를 받은 바 있다.
◈ 최적의 통합관제시스템(FMS)을 통한 유연한 상위시스템 연동, 완벽한 운영시스템 구축
◈ 다중로봇제어, Factory System연동, 데이터 취합 및 관리, 데이터 분석 및 보고
창고의 자동화에는 많은 소프트웨어 솔루션이 필요하다. 이를 통틀어서 ‘토탈 어플리케이션’이라고 부른다. 창고 내에서 이루어지는 키팅(Kitting)작업과 입고, 재고, 출고 등 다양한 작업이 유기적으로 이루어져야 한다. 앞으로는 사람과 로봇의 협업, 그 속에서 자율주행 로봇을 얼마나 효율적으로 사용하느냐의 여부가 생산성과 직결될 것이다. 자율주행로봇을 활용하기 위해서는 로봇에 대한 상태를 파악하고, 좁은 공간에서 다수의 로봇 운영 시에는 교통통제 기능도 필요하다. 이를 위해 모든 로봇의 이동에 대한 최적의 경로도 만들어야 한다. 이는 자동차 네비게이션이 교통상황을 실시간으로 인식하여 자동으로 최적의 경로를 도출하는 것과 비슷한 맥락으로 FMS(Fleet Management System)라고 부른다.
기존에 입고와 출고 그리고 재고파악을 하던 창고관리시스템을 WMS(Warehouse management systems)라고 하며, AMR을 사용하여 입고와 적치, 피킹, 재고이동/조정, 출고를 하는 과정을 WRS-FMS라고 부른다. 이 모든 과정을 진행하기 위해 소프트웨어가 모든 로봇에게 작업내용을 지시 하고 로봇은 맡은 업무를 수행하는데, ‘어느 로봇이 어느 제품을 피킹할 것인가?’, ‘어떤 경로로 어떻게 이동할 것인가?’에 대해 소프트웨어가 스스로 최적의 솔루션을 찾아서 현장 내 모든 작업과정을 컨트롤하게 된다. ㈜티라로보틱스에서는 이 모든 창고 운영시스템을 완벽한 소프트웨어로 개발하여 함께 제공하고 있다. 기존에 WRS 시스템이 구축되어 있는 대기업 같은 경우에는 로봇과 연동할 수 있는 솔루션을 제공한다.
HYBRID SLAM(LIDAR+VISION)기술 기반의 작업자 추종 기술 탑재
자율주행에 대한 알고리즘은 여러 방식으로 시도가 되고 있다. 사람의 경우 눈으로 빠르게 지형 및 사물을 인식하고 판단하지만, 로봇은 카메라와 라이더 등 여러 가지 센서를 이용해 지도 속에 현 위치를 파악하여 경로를 도출한다. 이 과정은 굉장히 수준 높은 연산력을 필요로 하는데, 이와 같은 알고리즘을 ‘SLAM’이라고 한다.
㈜티라로보틱스에서는 레이저 스캐너를 사용한 2D 라이다를 사용하며, 이른바 HYBRID SLAM(LIDAR+VISION) 기술이 적용되었다. ㈜티라로보틱스는 HYBRID SLAM 기술을 통해 자유주행의 성능을 향상시켰다. 또한 자율주행 기능이외에 AI를 이용해 영상을 분석하고 작업자를 추종(Follow)하는 기능을 개발하였다. 김 대표는 “AI 알고리즘으로 지정된 작업자를 추종하여 따라가게 된다. 앞에 있는 사람을 디텍팅(detecting)하기 때문에 새로운 사람이 갑자기 나타나더라도 지정된 사람만 추종하여 쫒아가게 된다”고 언급했다.
추종기능을 탑재한 ㈜티라로보틱스의 제품은 현재 삼성전자 반도체공장을 짓는 현장에서 적극 활용 중으로 작업자들의 엄청난 호응을 얻고 있으며, 아모레퍼시픽, 삼성물산, 삼성SDI, 국림암센터 등에 공급되는 등 다양한 곳에서 제품이 활용되고 있다.
◈ 자율주행물류로봇, 머지않아 메인마켓에 진입하게 될 것
◈ ‘㈜티라로보틱스’, 우수한 기술력 앞세워 최적화된 로봇을 공급할 수 있는 커스트마이징 가능
물류의 자동화 기술은 계속해서 발전하고 있다. 제조 생산시설이 소품종 대량 생산에서 다품종 소량생산으로 변하고, 무인 자동화를 추구하고 있다. IDC는 최근 컨베이어, 마커방식, AMR 방식에 대한 생산성 조사를 했는데, AMR 방식이 투자비와 활용성, 확장성, 생산성 향상 등 모든 부분에서 가장 탁월한 효과가 있다고 밝혔다. 실제로 자율주행물류로봇에 대한 수요는 계속해서 늘고 있다.
㈜티라로보틱스에서는 자체적인 기술력을 확보하여 다양한 현장에 최적화된 로봇을 공급할 수 있는 커스트마이징(customizing)이 가능하다. 앞서 언급한 티라봇, 로보엘과 같은 단품 제품부터 컨베이어, 리프트, 함체, 다관절 로봇 등을 상부 구조물로 탑재하여 여러 현장에 맞는 제품을 공급하고 있다.
물류 시장은 COVID19가 발생한 시점을 기점으로 폭발적으로 성장하고 있다. 물류와 가장 큰 연관성을 가지고 있는 이커머스 시장의 성장은 이와 같은 현상을 더 부추기고 있다. 미국의 경우를 보면 코로나 발생 후 이커머스 시장이 약 50%이상 급성장을 했다. 이로 인해 물류시장도 급성장하고 자동화가 필수적인 상황에 이르렀다. 이와 같은 상황에 비추어 봤을 때, 자율주행물류로봇이 곧 메인마켓에 진입하게 될 것이라는 것은 의심의 여지가 없다.
본격적인 활동 시작하는 ‘㈜티라로보틱스’, 세계적인 기업으로 성장할 것
㈜티라로보틱스는 ㈜티라유텍으로부터 분사, 2022년 1월 출범하여 올해부터 본격적인 영업을 시작했다. 김동경 대표와 2003년부터 함께 해온 연구팀, 그리고 전기차 연구 경력 23년의 박영환 소장이 팀을 이끌며 독보적인 기술력을 확보하고 업계에서 돌풍을 예고하고 있다.
㈜티라로보틱스는 올해 국내 시장에서 자리를 잡은 후 내년부터 해외시장도 적극 개척할 계획이다. 실제 지난 전시회를 통해 유럽에서도 많은 관심을 받고 있다. 김동경 대표는 마지막으로 “올해 10%의 시장 점유율을 확보하고, 내년에는 50% 이상의 마켓 쉐어를 가져올 것으로 예상하고 있다. 내년부터는 해외 시장도 적극 공략하여 글로벌 TOP 10안에 들어가는 유니콘 기업으로 성장하는 것이 목표다”고 언급하며 앞으로의 힘찬 청사진을 밝혔다.
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