18세기 영국을 중심으로 증기기관 기반의 기계화 시대를 열었던 1차 산업혁명, 20세기 초 미국을 중심으로 전기에너지 기반 대량생산 시대를 열었던 2차 산업혁명에 이어 20세기 후반 컴퓨터와 인터넷을 기반으로 한 3차 산업혁명을 거치며 오늘날 모든 사람과 사물을 연결할 수 있는 토대가 마련되었다. 그리고 최근, 급변하는 시대를 상징하는 4차 산업혁명이 급부상하고 있다.

4차 산업혁명은 현실과 사이버 세계의 융합

우리가 살고 있는 현실 세계에는 인간, 집, 빌딩, 공장, 교통시스템 등이 존재한다. 이를 잘 제어하기 위해서는 현상 정보를 수집하고 분석하는 소프트웨어가 필요한데, 이 소프트웨어로 이루어진 공간이 사이버 세계이다. 1, 2차와 3차 산업혁명이 각각 현실 세계와 사이버 세계에 대한 혁명이었다면, 4차 산업혁명은 사이버와 현실 세계의 경계를 허물고 온라인과 오프라인을 융합하는 혁명이라는 점에서 차별화된다.

다가오는 4차 산업혁명의 방아쇠를 당길 중요한 기술로는 인간의 지적 능력을 인공적 또는 소프트웨어적으로 구현하는 인공지능(Artificial Intelligence, AI)기술과 함께 로봇기술이 각광받고 있다. 특히 로봇기술은 사람처럼 두 발로 걷고 양손을 자유자재로 움직이는 휴머노이드, 인간의 감정을 이해하고 보조하는 소셜로봇, 각종 산업 분야별 제조로봇 등 다양한 분야에서 활용 범위를 넓혀가고 있다.

인공지능과 로봇 융합으로 스마트 제조혁신 실현

우리나라 제조업은 생산 가능 인구 감소 등으로 양적 성장이 더는 유효하지 않은 실정이다. 개발도상국은 값싼 노동력을 바탕으로 우리를 추격하고 선진국은 제조업 르네상스 전략으로 앞서가고 있는 터라 우리는 샌드위치 상태에 놓인 위기상황이다. 더군다나 기계, 전기전자, 화학금속 등 다양한 업종이 뒤섞여 있으며 중소기업 위주의 산업구조를 형성하고 있는 반월·시화공단은 업체들의 생산실적이 국가 산업단지 평균의 절반에도 못 미치는, 이른바 ‘작은 자의 한계’를 극복하지 못하고 있다.

이 상황을 타개하기 위해서는 제조업 경쟁력 강화를 위한 돌파구 마련이 시급하다. 이에 대한 유력한 방안으로 협소한 공간에서도 안전망 없이 인간과 같이 일할 수 있는 협동로봇이 최근 주목받기 시작했다. 협동로봇은 위험한 작업이나 반복적으로 수행해야 하는 작업을 대신하며, 기존의 제조로봇과 비교할 때 매우 저렴하면서도 설치와 운영이 쉽고 인간을 다치게 할 위험이 없는 것이 특징이다.

협동로봇의 보급이 확대되면 인간의 유연성과 로봇의 정확성·효율성의 결합을 통한 시너지 창출이 가능하게 될 것이다. 이러한 인간과 로봇의 협업을 가능케 하는 핵심기술이 AI이다. 즉 오늘날의 협동로봇은 AI를 품고 나날이 똑똑해지는 AI협동로봇으로 발전할 것이다. 이 로봇은 비정형, 비표준화, 유연생산 환경에도 활용되며 제조업 생산성을 대폭 개선할 수 있을 것이다. 특히 반월·시화공단의 대부분을 차지하는 중소기업에 큰 효과가 있을 것으로 전망된다.

한편, 4차 산업혁명 시대를 관통하는 중요한 개념으로 디지털 트윈(Digital Twin)이 떠오르고 있다. 디지털 트윈은 현실 세계의 데이터를 기반으로 시간의 흐름에 따라 진화하는 사이버 세계의 재현 모델이라 할 수 있다. 디지털 트윈 기술을 AI협동로봇에 접목하면, 현실 세상의 AI협동로봇과 사이버 세상의 디지털 트윈이 서로 동기화되며 가치를 창출할 수 있다. 즉 모든 문제가 발생 단계에서부터 실시간으로 예측·인지되고 클라우드에서 분석되는 덕분에 문제를 곧바로 해결할 수 있으며, 생산 합리화도 유도할 수 있다. 또한 협동로봇의 AI도 학습을 통해 업그레이드할 수 있어 원가절감 효과가 매우 커진다

인공지능 로봇 현실화, 멀지 않은 미래

최근 사이버와 현실 세계의 경계가 허물어지는 4차 산업혁명 시대로 접어들며 혁신기술들 사이의 경계를 허무는 융합기술 개발 경쟁이 치열해지고 있다. 이러한 기술 융합의 좋은 사례로는 위에서 언급한 AI협동로봇이 대표적이다. AI협동로봇은 기존 제조로봇 활용이 불가능한 환경에 투입할 수 있어 새로운 시장을 창출할 잠재력을 갖춘 분야로 손꼽힌다.
앞으로 AI와 로봇기술에 연구개발 역량을 집중한다면, 멀지 않은 미래에 사람의 몸에 해당하는 로봇 하드웨어와 두뇌에 해당하는 AI 소프트웨어를 완벽히 융합할 수 있을 것이다. 그렇게 된다면 우리는 SF영화에서나 볼 수 있었던, 인간 고유의 사고思考와 학습學習 및 판단능력을 갖춘 인공지능 로봇을 현실 세상에서 만나게 될지 모른다.

Posted by hyuerica