[일본] NEDO(신에너지•산업기술종합개발기구)의 로봇 백서 2014  
 

 
□ 개요
 
- 일본 NEDO(신에너지·산업기술종합개발기구)는, 일본 로봇 산업의 발전을 기약하여, 본 분야의 최전선에서 활약하는 전문가 약 80명의 의견을 집결해, 세계 최초의 「NEDO 로봇 백서 2014 사회를 변화시키려 하려 할 때, 그 곳에 로봇 기술이 있다!」를, 「로봇 비즈니스를 활성화」하는 관점에서 편집·완성시켰음. 금번 로봇 백서에는 일본 로봇 산업의 현황, 과제, 장래 전망 등을 정리하고 있음. 
 
□ 로봇 이용의 의의·필요성·이를 둘러싼 환경
 
 ○ 도입 잠재력
  - 2010년에 일본 경제산업성과 NEDO가 로봇 산업의 성장을 가시화하기 위한 2035년을 향한 장래 시장(국내 생산량)의 추계가 실시되었음. 그 결과, 2015년 1.6조 엔, 2020년 2.9조엔, 2025년 5.3조엔, 2035년 9.7조엔으로 예측되었음.
 
  - 2013년 7월에는 「로봇 산업 시장 동향 조사」에서 2010년의 시장 예측의 팔로우 업(follow-up)이 최근 시장 규모로 실시되었음. 중국 시장이 급속히 확대되고 일본을 포함하여 독일, 한국이 시장 획득을 위해 움직이고 있는 상황임.
 
 ○ 산업용 로봇에서의 의의·필요성
  - 일본에서 산업용 로봇이 보급된 이래 30여 년이 경과하였음. 그 동안 산업용 로봇은 여러 제조현장에서 이용되었음. 산업용 로봇은 대부분은 3D 업종에서 작업자를 해방시켜 안정된 품질의 제품의 제공, 숙련노동자 부족을 보완하는 등, 세계의 모노즈쿠리(제조)에 크게 공헌하여 왔음. 또 향후에는 저출산 고령화로 인한 가일층의 노동력 부족과 숙련공의 감소가 예측되고 있어, 산업용 로봇에 대한 기대는 더욱 커지고 있음.

  - 또, 신규 분야로, 식품·약품·화장품의 연구·개발·제조분야에서 산업용 로봇의 도입이 기대되고 있음. 특히, 약품분야에서의 시약·검체분석 전처리 로봇에서는, 숙련된 검사원이 실시하는 경우에 비해 데이터의 오차가 적고 정밀도가 높은 실험 데이터를 얻는 것이 가능해, 병원균 바이러스를 다루는 것 같은 위험한 작업환경에서 검사원을 해방하는 것이 가능함.
 
  - 한편, 산업용 로봇의 과제로는, 여전히 교시방법이 거론되고 있음. 티핑 팬던트를 이용한 교시에서는 다관절형 로봇을 의도하듯이 조작하기까지에는 어느 정도의 훈련이 필요한데다, 관절이 많은 팔이나 복수의 팔을 협조시키는 최근의 로봇시스템의 경우는, 숙련된 교시자도 상당한 시간을 필요로 하는 작업이 되고 있음. 
 
  - 향후, 보다 복잡해져 갈 것으로 예상되는 로봇시스템에 있어 교시작업의 간이화가 가장 커다란 과제임. 교시에는, 동작궤적 교시, 에어컷 교시, 스킬 교시, 화상처리기술을 둘러싼 비전 센서 교시 등이 있는데, 모두 전문성이 필요해지고 있음. 향후에는 궁극적인 과제로 교시 레스(less)를 실현할 필요가 있음. 이를 위해서는 로봇의 지능화가 불가결한데, 다수의 연구성과의 통합과 연구기관의 협력이 필요함.
 
 ○ 사회에서의 로봇의 의의·필요성
 ㅇ 초고령화 사회에서의 로봇 서비스의 필요성
  - 초고령화 사회에 돌입한 일본에서는, 고령자·장애자의 생활 지원 및 사회 참가를 실현하기 위해 신체기능의 보조와 상업시설 등에서의 안내 지원·정보 제공, 가정에서의 생활 지원, 커뮤니티 형성 지원, 간병인의 부담 경감을 위해 로봇 및 로봇을 이용한 서비스에 대한 기대가 높아지고 있음. 고령자·장애자에, 마치 자식이나 손주와 대화를 하고 있는 감각을 제공할 수 있음. 이들 기능이 사회 참가의 촉진에 이바지하는 것이 실험을 통해 명확해지고 있음. 

 ㅇ 로봇 서비스 플랫폼
  - 환경(공간), 로봇, 유저의 차이를 파악하고 여러 로봇을 관리하며 서비스를 제공하기 위해서는, 로봇 서비스 시스템·아키텍처가 필요함. 또, 서비스가 보급되기 위해서는 코스트 퍼포먼스의 문제도 있음. 어느 로봇 서비스 시스템이 개발되었다 하더라도 제공되는 서비스의 가치가 코스트에 걸맞은 정도로 높지 않으면 보급하지 않음. 복수의 서비스를 하나의 로봇 서비스 시스템에서 제공할 수 있게 되면, 새로운 서비스 제공 사업의 형태가 나타나, 지금까지 가격이 알맞지 않았던 사업도 토털로 알맞은 사업으로 변화하여 가는 것을 기대할 수 있음. 
 
  - 이를 위해 IT사업에 깊이 관여하고 있는 개발자가 서비스 로봇 분야에 참여하기 쉬운 플랫폼 만들기가 과제임.
 
 ○ 교육부문에서의 로봇의 의의·필요성
 ㅇ 로봇 교육의 필요성
  - 일본은 현재, 저출산 고령화가 급속히 진행되고 있어 일본의 국제경쟁력을 지탱해 온 고도과학기술 인재, 모노즈쿠리(제조) 인재가 급속히 감소하고 있음. 또, 과학기술 백서에 의하면, 일본인의 과학기술에 대한 관심, 이해도가 대폭으로 낮아지고 있는 현실임. 이러한 상황 속에서, 이공계 기피 대책, 모노즈쿠리 인재 육성의 수단으로, 로봇 교재의 활용 및 로봇 공작교실의 개최와 같은 로봇 교육이 주목을 모아 왔음. 또, 국내 각지에서는 로봇 컨테스트 활동과 로봇 취미 전문지가 발행되는 등, 일반사회에서의 로봇의 인기도 높음.
 
  - 로봇 기술은, 컴퓨터에서 모터 제어, 센싱 기술, 기계요소와 같은 횡단적, 종합적인 기술의 결정임. 이 때문에 과제발견능력, 자기해결능력을 함양하는 PBL(문제해결형학습)법 등에 의해, 복수의 요소기술을 통합하고, 통합한 시스템 전체를 최적화하는 능력을 연마시키는 구성론적인 교육에 적합하다는 특징이 있음. 이 때문에, 초중교생을 대상으로 한 이과 교육에서부터 기업의 기술자의 교육까지, 폭 넓게 활용 가능한 교육재료, 교육기법을 실현할 수 있음.
 
 ㅇ 로봇 교육의 과제
  - 로봇 교육의 과제로, 향후에는 이하의 3가지 방향성이 로봇 교육에 있어 중요해지게 됨.
 
  - 첫째는, 이(異)분야의 커뮤니티 활용을 통한 인재 육성의 시도임. 예를 들면, 지역 커뮤니티에 의한 약년 층을 대상으로 한 로봇 교육 활동을 들 수 있음. 지역의 기업 및 방송국 등을 에워싸고, 지역 전체의 교류 활동으로 자리매김하는 것이 효과적임.
 
  - 둘째는, 사회 실장(實裝)이라는 시각의 로봇 교육에 대한 도입임. 제4기 과학기술기본계획에 관한 다양한 자료에 「기술의 사회 실장」이라는 시각이 지적되고 있음.
 
  - 마지막 셋째는, 시니어 인재 활용임. 문부과학성의 2006년도 과학기술백서에서, 장래, 일본의 저출산 고령화가 기술자·기능자의 인재 부족을 초래하는 것을 이미 지적하고 있어, 연령에 상관 없이 활용할 수 있는 인재의 확보로 작용하는 환경의 정비가 요구되고 있음. 이는, 학교 교육의 현장은 물론이고, 기업 내의 인재 육성의 현장에서 매우 심각한 문제임. 현재의 일본의 상황에서는, 이 문제에 대해서는 시니어 인재 활용이 유력한 해결책임. 시니어 인재가 보유한 인간력, 지식, 경험을 차세대의 기술자에 전승해 나가는 방책을 확립할 필요가 있음. 로봇 교육에는 다방면의 기술에 밝은 기술자가 적임이어서 다수의 경험을 가진 시니어 인재의 유효 활용이 효과적임.
 
 ○ 향후의 과제와 제언
  - 본 장에서는, 로봇을 둘러싼 환경에 대해 다양한 시점에서 개관하고 산업용 로봇, 사회에 공헌하는 로봇, 교육에 있어서의 로봇의 의의 및 필요성에 대해 기술하였음. 향후의 기대로는, 고령자와 젊은이가 안심하고 살 수 있는 의료와 복지가 정비된 사회, 재해 등의 피해를 최소한으로 억제하는 사회, 우주 및 심해 등의 프론티어르 추구할 수 있는 사회를 실현하기 위해, 로봇 기술은 그 중심이 되는 것. 저렴하고 신뢰성이 높게 제공되는 로봇과 센서 및 스마트폰이 연계하여 로봇 서비스가 보급되는 것을 꼽을 수 있음.
 
  - 이들의 실현을 위해, 산업용 로봇에서는 숙련작업자의 기능을 전승할 수 있는 스킬의 획득·교시기술, 다종 다양한 제품을 생산할 수 있는 지적인 로봇과 함께 사람과 역할 분담하여 함께 즐겁게 작업할 수 있는 안전하고 협조성을 갖춘 로봇기술이 필요함. 한편, 서비스 로봇에서는 사회 속에서 자연스럽게 받아들여질 수 있는 인터페이스 기술과 로봇 서비스 플랫폼을 이용하여 물류와 IT와 시스템화된 서비스 개발을 실현할 필요가 있음.
 
  - 로봇 교육은 모든 세대에 호기심과 창조력을 높이는 특징이 있음. 이에, 모든 연대층의 일생생활·문화·취미 등에서 교육·체험·사회참가를 촉진하는 직감적인 인터그레이션(통합) 기술이 필요함. 또, 도전적인 과제 설정에 대한 
 
□ 산업용 로봇의 현황과 과제
 
 ○ 개요
  - 산업용 로봇의 현황과 과제에 대해, 고도 경제성장기 이후의 일본의 제조업의 변화와, 로봇 산업의 발전 경위를 함께 살펴보는 것부터 시작하여, 일본의 제조업, 생산재 산업, 로봇 산업이 안고 있는 과제에 대해 분석하였음.

  - 1970년대의 오일쇼크로 인해 이전까지 생산능력 확대를 통해 성장해 온 일본의 제조업은, 생산효율이 문제시되게 되었다는 사회적 배경과, 때마침 마이크로 프로세서와 서보모터의 실용화 보급이라는 기술적 배경에서, 프로그래머블 산업용 로봇이 등장하며 초기 성장을 올렸음. 초기의 성장은, 일본의 우수한 생산기술자의 진취 기성에 힘입어 급격히 확대되었음.
 
  - 한편, 기계로서의 로봇은, AC 서보화, 컨트롤러 프로세서의 고속화, 감속기 등 구성기기의 고신뢰화 등 기술적으로도 안정된 생산재가 되어 일본의 제조업으로 정착하였음. 로봇 산업의 초기 성장을 선도한 것은 자동차 산업에서의 용접용도이며, 이후 현재에 이르기까지 가장 중요한 용도임.
 
  - 1990년대 초두의 버블 경제 붕괴와 함께 확대기조에 있었던 로봇 시장도 답보 상태에 들어섬. 제조업의 투자 대비 효과의 평가의 시선은 엄격해지게 되어, 산업용 로봇의 시황은 힘겨워지게 되었음. 그러나, 되돌아보면, 로봇 산업이 초기 성장 시기의 기대 선행 경향형에서, 이용가치 평가형으로 성숙하는 중요한 기간이기도 하였음. 이 시기에 확대한 로봇의 유효 용도는 액정·반도체 등의 전자 디바이스의 클린 제조 프로세스임.

  - IT 버블에 연동하여 2000년에 그 클린 제조 프로세스와 그 하류인 정보기기에 대한 집중 설비투자가 발생하여 로봇 산업도 수요 급증을 보였으나, 단년도에 붕괴하여 2001년의 수요 급감을 맞았음. 1990년대 초두의 버블 경제 붕괴 이래, 로봇 산업 2번째의 시련임. 그러나, 그 후의 로봇 산업은 재 성장이라고도 할 수 있는 상황이 되어, 2005년에는 일본제 다관절형 로봇 출하대수는 과거 최고인 81,000대에 달하였음. 이 재(再)성장은, 중국을 효시로 하여 시작된 세계의 제조거점의 아시아 신흥공업국으로의 이전을 배경으로 하고 있음. 
 
  - 이와 같이, 산업용 로봇의 역사도 30년을 초과하였는데, 경제적 기술적 배경에서 사회가 기대하는 가치는 변화를 지속하고 있음. 1980년대의 초기성장기에는 보다 좋은 로봇을 추구하고, 1990년대의 용도엄선 모색기에는 가치 있는 로봇용도를 추구, 2000년대의 재 성장기에는 보다 좋고 로봇 솔루션을 지향하는 것과 같이, 기계로서의 로봇에서 유효한 생산시스템을 구성하는 생산재로의 변화임. 
 
  - 최근에는 이 변화로 인해 로봇 산업에서는, 최종적으로 생산시스템으로서의 가치를 창출하는 시스템 인터그레이터로서의 위상이 주목되고 있음. 보다 어려운 생산 어플리케이션을 실현하는 것에 의해 실현이 가능한 내수 재생에서도, 어플리케이션이 발달되지 않은 신흥공업국에서 가치가 높은 생산시스템을 실현하는 해외 신시장 확대에 있어서도, 로봇의 좋고 나쁨보다, 시스템 인터그레이션의 교졸(巧拙)이 시장 확대에는 큰 영향을 미침.
 
  - 2008년 후반부터 2009년에 걸친 리먼 쇼크는 로봇 산업에도 3차례로 과거 최대의 시련이 되었으나 급격한 회복을 통해 2011년에는 다관절형 로봇 출하대수는 98,000대를 초과한 과거 최고를 기록하였음. 그러나, 이는 해외 수요의 급격한 회복에 의한 것으로, 로봇 산업은 리먼 쇼크 이후 극단적인 해외 수요 의존형 산업이 되어 버렸음. 이는 일본의 생산재 산업 전체에 통하는 사정으로, 로봇 산업과 생산재 산업 특유의 상황이라기 보다는, 일본의 제조업의 시련 그 자체로 연결되고 있음.
 
 ○ 향후의 과제와 제언
  - 산업용 로봇은, 2012년의 출하에서 95,551대 3,031억 엔, 이 중 직접수출 66,871대 1,792억 엔이며 수출비율은 대수에서 70%, 금액에서 60%를 기록하고 있음. 대수 규모로는 과거 최고 수준에 있는 것이 현재의 산업용 로봇의 모습임. 아시아를 중심으로 한 시장의 확대는 크게 기뻐할만한 일이지만, 급격한 글로벌화와 이에 따른 국제경쟁의 격화의 징조는 지금까지 수요 측에서도 공급 측에서도 로봇 대국이었던 일본에 변화가 찾아오고 있다는 것을 시사하고 있음.
 
  - 자동화 기기를 대표하는 산업용 로봇의 내수의 축소가 나타내는, 일본의 제조업 자체의 시련에 맞서는 것과, 로봇 산업의 진흥책은 동일의 목적을 가지는 것임. 우선은, 국내 경제 활력·고용 확보의 양면에서, 국내 제조업의 활성화가 요구됨. 일본은 타 신흥공업국에서도 가능한 모노즈쿠리(제조)의 수준에 머물러 있어서는 승산이 없어, 세계의 최첨단의 모노즈쿠리를 계속해서 추구해 나갈 필요가 있음. 이를 위해서는, 지금까지 실현 불가능했던 어려운 작업의 로봇화와 지금까지 사용할 수 없었던 제조분야에서의 로봇 적용에 과감하게 대처할 필요가 있음.
 
  - 그 다음으로, 글로벌 시장에서 지금까지 배양해 온 일본의 로봇 산업의 강점을 활용하기 위한 기술 및 체제를 정비하는 일임. 일본의 로봇 산업은, 로봇 메이커뿐만 아니라 수 많은 시스템 인터그레이터에 의해 지탱되어 왔음. 시장의 글로벌화는 로봇 메이커에게 있어 수출 강화지만, 국내의 경험이 풍부한 시스템 인터그레이터에게 있어서는 비즈니스 모델 자체의 재구축이 됨. 이는 단순히 로봇 산업의 문제가 아닌, 일본의 생산재 산업 전체의 과제로 다루어야 할 필요가 있음.

  - 또한, 일본의 로봇 산업은, 국제기술경쟁력을 어디에서 추구할 것인지에 대한 논의도 심화할 필요가 있음. 기계제품인 산업용 로봇은 저절로 터득하여 도달할 수 있는 레벨도 있음. 그러나, 그 레벨의 가격경쟁에 휘말리는 일은 상책은 아님. 조합 기술의 좋고 나쁨으로 경쟁하는 것이 아닌, 우선, 본래의 기계기술, 재료기술 등 본질적인 요소기술을 깊게 파고드는 것, 그 다음으로 생산시스템으로서 뛰어난 부가가치를 찾아내는 것에 주목할 필요가 있음.
 
  - 마지막으로, 혹독한 국제경쟁에서 이겨 내기 위해서는 각 기업간에 절차탁마하는 자유경쟁에 위임하는 것이 기본이라 해도, 공통적 과제와 협업적 체제를 통해 국제경쟁에 임하는 것도 필요하여, 업계단체, 학회, 공공기관의 횡단적 활동을 활용한, 산업 연계, 산학 연계, 산학관 연계 등, 과제에 대응한 대처체제의 구축이 요구됨.
 
□ 생활과 서비스 영역의 로봇화 사업에 대하여
 
 ○ 개요
  - 산업용 로봇과 필드 로봇이 대상으로 하고 있지 않은 영역을, 생활과 서비스 영역으로 일컬어, 일반 사람들의 평소의 생활에 밀접하게 연관된 제품과 서비스를 채택, 그 제품과 서비스를 제공하는 사업 속에서 「로봇화」가 도입되고 있는 사업을 본 장의 대상으로 하였음. 로봇화는, 로봇 기술을 목적에 따라 필요한 만큼 대상이 되는 시스템에 편성하는 것을 가리키는데, 이것은 이 영역에서의 "로봇 사업"을 창출해 나가는 있어서 특히 중시하고 있는 시각이 됨. 이 시각을 중시하는 것은, 로봇 산업을 로봇을 만드는 산업에 그치지 않고 시장에서 요구되는 제품이나 서비스 및 이들의 사업화의 프로세스를 로봇화하는 것에 의해 창출되는 산업에까지 확장하여 파악하는 것을 의미하고 있음.
 
  - 로봇화는, 모든 제품과 서비스, 그 사업화 프로세스에 편성할 수 있지만, 그렇게 하는 것이 사업성을 향상시키는 것으로 이어지지 않으면 의미를 가지지 못함. 이에 본 장에서는 로봇화 사업을 성공으로 이끄는 길잡이가 되도록, (1)로봇화를 통해 창출되는 사업이 지금까지 어떠한 비즈니스 모델과 대상 영역에서 잘 활용되고 있는지, (2)이들을 지탱하는 연구·기술이 현재 어떠한 수준에 있는지, 또, (3)새로운 산업 창출에 있어 중요한 법 제도와 규격, 정부의 지원책과 (4)주요국의 동향에 대해서도 다루고 있음.
 
 ㅇ 주요 사업분류와 사례
  - 로봇화 사업의 개시를 검토할 때에 특히 중요한 2가지 시각에서 사례를 분류하고 있음. 그 2가지 시각이란, 어떠한 비즈니스 모델을 취할 것인가의 시각과 타깃이 되는 중심적인 고객이 누구이며, 어떠한 이익을 제공하느냐와 같은 시각임. 
 
  - 전자는 다음의 4가지 타입으로 분류하였음. ①기존제품을 로봇화한 제품의 개발·판매사업. 자동차, 가전, 개호·복지기기 등 이미 시장을 형성하고 있는 제품에 로봇 기술이 편성됨으로써, 종래에 없는 고객가치를 가진 하드웨어제품의 개발, 제조, 판매사업. ②서비스 프로세스의 로봇화에 의한 서비스 이노베이션 사업. 로봇 기술을 편성함으로써, 서비스 프로세스를 리엔지니어링하여, 생산효율을 극적으로 높이거나, 새로운 고객가치를 제공하는 서비스사업을 창출하는 사업. 고객에 제공되는 제품은 하드웨어가 아닌 서비스가 됨. ③로봇 기술을 활용한 토털 솔루션 사업. 로봇 기술의 활용을 통해, 각각의 고객의 과제에 대한 최적의 솔루션 및 고객가치를 최대화하는 프로덕트의 조합을 제공하는 사업으로, 제공하는 프로덕트는 하드웨어, 소프트웨어, 컨텐츠, 서비스와 같은 홀 프로덕트(whole product)의 형태가 됨. ④서비스 로봇 개발 및 판매사업. 종래의 기술에서는 곤란하였던 기능을 가진 기존제품에는 없는 카테고리의 하드웨어제품의 개발, 제조, 판매사업.
 
  - 후자의 시각에서의 분류는 용도분류임. 이하의 9가지 용도 또는 타깃 시장을 꼽고 있음. ①일상생활, ②엔터테인먼트, ③생활복지, ④교육, ⑤의료, ⑥시설·오피스(청소, 경비, 회의), ⑦호텔·외식, ⑧이동(모빌리티), ⑨도시공간(광고, 공공, 유통, 물류).
 
  - 전자의 4가지 타입의, ①기존제품의 로봇화 사업의 예로는, 최근 급속히 도입이 꾀해지고 있는 자동차의 위험 회피를 위한 기능과 자동운전기술을 탑재한 자동차, ②서비스 프로세스의 로봇화에 대해서는, 선진적 경비 서비스 사업, 보습학원의 서비스 사업, ③로봇 기술을 활용한 토털 솔루션 사업으로는 병원 전체의 로봇화 사업, ④서비스 로봇 개발·판매사업 사례로, 세라피용 바다표범형 로봇 '파로(PARO)'와 로봇 수트 HAL, 등의 구체적인 사례에 대해 최신 상황을 소개함.
 
 ㅇ 연구·기술 동향
  - 로봇화 산업을 지탱, 또 그 속에서 이노베이션 창출의 열쇠를 쥐는 연구와 기술에 대해 기본 연구·기술 영역과 주목 연구·기술로 분류해 중요성이 높은 이하의 테마에 대해 소개하였음. 

  - 기초연구·기술영역에서 채택한 테마는, 로코모션, Manipulation, 커뮤니케이션, 통신·네트워크의 4가지 테마임. 또, 주목 연구·기술에 대해서는, 안전공학, 공간지능, 서비스공학, 휴머노이드, BMI, 인지발달시스템, 생활디자인, 고령자 클라우드의 8가지 테마임.

  - 로봇화는 다양한 요소연구·기술의 통합이어서, 관련 연구나 기술영역은 매우 광범위하지만, 본 장에서는 범위를 좁힌 테마만을 채택하였음. 본 장에서 일관되게 기술하고 있듯이 산업화와 사회에 대한 실장(實裝)을 생각했을 때에 로봇을 만드는 것이 아닌, 로봇화가 중요하다고 하면, 앞으로는 로봇화하는 대상이 되는 공간이나 서비스 및 생활, 사회를 어떻게 시스템으로서 디자인하느냐가 매우 중요해짐. 주목 연구·기술에서는 이러한 관점에서의 테마를 몇몇 채택하였음.
 
 ㅇ 산업화 추진 시책과 관련 법령
  - 로봇화는, 생산과 비용, 개인화와 대량 생산과 같은 트레이드 오프의 관계를 전환시켜, 종래에는 실현할 수 없었던 변혁을 가져오는 어프로치가 될 수 있음. 따라서, 본 장의 대상인 생활과 서비스영역의 로봇화는, 현재의 사회와 생활을 충족하고 있는 구래부터의 제품 및 서비스의 틈새 제품으로서가 아닌, 전혀 새로운 사회시스템과 생활 스타일로 변혁하는 수단이 될 수 있음. 예를 들면, 과거에 직면한 적이 없는 고령화 사회로 인한 다양한 과제에 대해서도, 새로운 해결책을 찾아내는 것으로 이어지는 것을 기대할 수 있음. 
 
  - 또 로봇화의 촉진에 큰 영향을 미치는 주요 법령과 제도에 대해서도 분석하고 있음. 예를 들면, 자동차의 자동운전이나 공도 주행을 상정한 새로운 모빌리티에 대한 도로 교통법 및 도로운송차량법, 무인비행체에 대한 항공법 외에, 제조물 책임법, 외국환율 및 외국무역법에 의한 수출규제 등을 다루었음. 이들 법 규제는, 필요에 따라 규제를 더욱 엄격하게 함으로써 산업화가 작용하는 것도 있지만, 규제를 완화하여 시장이 형성되는 것도 있음. 후자에 대해서는 특구의 시스템을 활용하여 사회 실증실험을 하고, 그 효과의 측정과 규제의 최적화를 꾀하여 가는 것이 필요함. 대표적인 로봇에 관한 특구로, 츠쿠바모빌리티로봇실험특구의 대책을 다루었음.
 
  - 서비스 로봇에 대해서는 규격화·표준화의 대처도 활발해지고 있는데, 특히 대인 안전성에 관해서는 일본이 주도하여 규격을 책정해 나가려 하고 있음. 안전성에 관한 시험방법, 안전기준, 안전인증 등의 제도 설계에 관한 연구 등과 동시에 이들 시험 및 시험 데이터에 기초한 기준 작성 등의 중심적 역을 하기 위해 설립된 「생활지원로봇안전검증센터」에 대해서도 소개하고 있음. 이 밖에는 표준화 차원에서, 로봇 기능 요소의 소프트웨어 모듈을 조합하여 로봇시스템을 구축하는 소프트웨어 플랫폼인 RT 미들웨어와 로봇용 오퍼레이팅 시스템으로서 보급이 진전하는 ROS에 대해서도 소개하고 있음.
 
 ㅇ 해외 주요국의 상황
  - 연구를 중심으로 한 대처에서는 일본이 오랫동안 우위에 있었으나, 산업화와 사회로의 도입에서는 답보상태에 있고 몇몇 국가들의 움직임이 활발해져, 일본으로서는 넋놓고 있을 상황이 아님. 
 
  - 고령자 및 간병이 필요한 자에 대한 대응에 적극적으로 로봇 기술의 도입을 꾀하려 하고 있는 덴마크 등의 유럽 국가들과 호주임. 또, 국책에 의한 중점 투자를 통해 로봇 분야에 대한 두터운 지원을 하고 있는 한국과 향후, 타 산업과 마찬가지로 성장이 가속화될 것으로 예상되는 중국에 대해서도 채택하고 있음. 특히 주목해야 할 나라는 미국임. 미국은 지금까지도 새로운 산업 창출의 기점이 되어 왔는데, 로봇에서도, 무인 주행자동차 개발의 DARPA 챌린지와 네바다주에서의 자동주행차의 공도 주행을 인정하는 법률의 시행, 재해현장 대응 과제 해결을 채택한 휴머노이드 로보틱스 챌린지 등 로봇 기술에 의한 이노베이션을 창출하는 환경 정비가 제창되고 있어, 일본에게 위협임.

 ○ 향후의 과제와 제언
  - 앞으로, 더욱 변화가 진전하는 사회의 모습은 성숙사회와 고령사회임. 양자에 공통되는 점은 개개인이 필요로 하는 것과 요구하는 것이 개개인마다 다르고, 그 개개인의 만족을 충족하는 요구가 높아진다는 점임. 
 
  - 로봇 기술의 도입은, 필요한 신체기능의 지원과 확장, 상태의 검지 및 예측 등을 가능하게 하여 종래에는 불가능했던 대량의 개인에 대한 경제성이 높은 최적화를 실현 가능하게 할 것임. 
 
  - 또, 향후에는 첫째로, 개인에 대한 최적화, 개인의 만족을 실현하기 위한 로봇 기술의 고도화와 이를 비즈니스로서 성립시키는 비즈니스 모델의 창출이 과제가 됨. 특히 지금까지 로봇의 산업화에서는 비즈니스 모델의 검토는 뒷전으로 미루어져 왔음. 로봇 산업이라 했을 때에 로봇을 만드는 산업으로 생각해 버리는 시각을, 로봇화 산업으로 다르게 읽음으로써, 로봇 기술에 의해 고객가치를 창출하는 산업이라는 시각으로 전환하는 것이 중요함. 비즈니스 모델 차원에서는, 각 개인의 고객의 만족을 충족하기 위해서는 토털 솔루션의 제공이라는 형태가 될 것으로 보임.
 
  - 둘째로, 개인에 대한 최적화와 동시에 사회 전체 차원의 최적화를 어떻게 할 것인지에 대한 문제를 해결해야 함. 개개인간의 관계성을 컨트롤하고, 기존의 방법에서는 실현할 수 없는 레벨에서 비용과 이익 관점에서 커뮤니티 전체, 사회 전체 차원에서 최적화는 것이 필요해짐. 어떻게 통합화할지는, 커뮤니티 디자인과 사회 시스템 디자인의 방법론이 필요해짐. 즉, 환경이나 사회의 상태를 센싱하는 기술과 빅데이터, 이동체의 억제 등의 로봇 기술의 개발과 적용과 함께, 보다 중요한 것은 사회 시스템 디자인의 방법론의 확립과 여기에서 도출되는 가설을 검증하는 사회 실증의 방법을 확립해야 할 것으로 보고 있음.
 
□ 필드 로봇의 현황과 과제
 
 ○ 개요
  - 필드 로봇은, 협의로는 옥외환경에서 가동하고 있는 로봇, 광의로는 옥외, 또는 옥내외에서 활동하는 원격 조작기계로 정의됨. 필드 로봇은 산업용 로봇에 비해서도 손색이 없는 오랜 역사를 가지고 있으나, 큰 기대에도 불구하고 본격적인 시장 투입은, 이제부터임. 필드 로봇의 지금부터의 시장을 고려할 때는, 로봇 단독에서의 시장을 생각하는 것이 아닌, 로봇이 필요해지는 사회의 도래, 첨언하면, 현대가 안고 있는 안심·안전의 확보, 저출산 고령화, 환경보전 등의 다양한 과제를 해결할 수 있는 사회 만들기에 새로운 해답을 부여하는 것의 일환으로 필드 로봇 시스템이 있다는 관점이 중요함.
 
 ㅇ 개발 현황과 시장
(A) 건설·토목분야
  - 건설, 토목분야에 활용되는 로봇은, 1990년대 이전의 초기 개발에서는 노동환경의 개선에 의한 작업자의 확보가 중심이었으나 버블 붕괴에 따라 그 목적은 경제성 추구로 변경되었음. 따라서, 대학에서의 건설 로봇 연구개발 프로젝트와 기업에서, 콘크리트 바닥 마무리 로봇 등의 특정작업 로봇이 수 많이 개발되었으나, 이들이 사람을 대신하여 대폭으로 도입되는 일은 없었음. 또, 빌딩 건설을 공장화하는 자동건축시스템도 도입되었으나, 코스트 면에서의 제한도 있어, 현재는 거의 사용되지 않음. 그러나, 최근 들어, 빌딩 해체작업에 비슷한 자동차시스템이 이용되고 있음. 향후, 가일층의 고령화의 진전에 따라, 지금까지의 식견을 활용한 로봇시스템이 도입되어 갈 것임.

(B) 사회 인프라 보전 로봇
  - 사회 인프라 보전 로봇은, 주로 교량, 터널, 공공시설 등의 구조물 검사의 자동화 요구에 대해 개발되어 왔음. 그러나, 시장이라 할 수 있을 정도의 시장이 육성되고 있다고 하기는 어려움. 그 주요 원인은, 대상구조가 로봇화를 전혀 상정하고 있지 않은 점, 검사방법의 인적 의존도가 큰 점 등, 로봇 도입 장애가 큰 것에 비해 효과가 적다는 점에 의함. 지금까지의, 인프라의 보전은 사람과의 공존을 꾀하면서, 로봇화를 추진하여 왔으나, 국토강인화 구상에서 계획되는 사회 인프라에 대해서는, 건설단계부터의 로봇화를 감안한 구조가 취해져 감에 따라, 로봇화가 크게 진전하여 갈 것임.
 
(C) 플랜트 보전 분야
  - 석유플랜트로 대표되는 화학플랜트는, 노후화가 진전, 보전은 플랜트 수명 연장에 불가결함. 그러나, 이 분야는 사회 인프라 보전분야 이상의 나쁜 접근성과, 검사의 곤란성 때문에 로봇화가 크게 진전하지 않고 있음. 그러나, 베테랑 보전원의 감소 등으로, 경제성, 간편성, 고도의 검사성을 보유한 로봇의 개발과 운용기법의 쌍방이 향상되어 가는 가운데, 비교적 인간과의 경쟁력이 높은 배관 및 탱커의 검사, 보수를 중심으로 하여 서서히 로봇 도입이 진전할 것임.
 
(D) 농업분야
  - 농업종사자의 고령화는 심각한 문제임. 따라서, 농작업의 부하 경감을 위한 로봇으로, 토마토나 딸기의 수확 로봇, 토양 소독 로봇 등의 개별 로봇의 개발이 진행되고 있음. 또, 외국의 대규모 농장에서는, 농업기계의 자동화로 인한 로봇화가 착실하게 진전하고 있으나, 일본에서는 좁은 경지와 중산간부의 지형의 복잡함 때문에 가동률의 감소와 고가격화가 로봇 도입의 저해요인이 되고 있음. 따라서, 현재의 저해요인을 어떻게 해결할 수 있느냐가, 농업 로봇 도입의 열쇠임. 
 
  - 한편, 고령화는 이미 한계에 있어, 종래 농업기계의 고도화로 인한 로봇화, 또, 식물공장에서 보이는 새로운 농업시스템과의 연계를 통한 로봇 도입이 불가피한 상황에 있음. 또, 임업을 포함한 농업분야 로봇을 경제성 추구에서만 취급하는 것이 아닌, 식량 안전보장과 국토 보전시스템의 일환으로 취급함으로써, 로봇 도입의 의미는 커지게 될 것임.
 
(E) 재해 대응 로봇
  - 동일본 대지진 이후, 재해에 대한 관심이 비약적으로 높아져, 재해 대응 로봇에 대한 관심도 큼. 그러나, 후쿠시마 제1원전 대응 로봇에서 보이는 것처럼, 일본에서는 재해 대응 로봇의 정상적인 시장이 없고, 군사용 로봇을 수평 전개할 수 있는 구미 국가들과는 시장형성력에 큰 차이가 있음. 그러나, 재해로 잃어버리는 인적, 경제적 손실은 무시할 수 없는 수준임. 일본에서는 인명구조와 이와 연계하는 종사자의 안전 확보 차원에서, 국가와 사회 유지 차원에서의 정책적 시장 육성이 실시되면, 재해 로봇의 도입과 실용화가 진전하여 갈 것임.
 
(F) 원자력분야
  - 원자력분야에서는, 방사성물질을 취급하거나 고방사선 환경 하에서 하지 않으면 안 되는 작업이 존재하기 때문에 작업원의 피폭을 방지·저감시키는데 있어, 로봇 기술을 적용하여 원격작업을 통해 작업을 하는 니즈가 다수 존재함. 그리고, 원자력플랜트나 핵연료 재처리시설을 비롯한 다양한 시설에서, 각각의 니즈에 대응한 원격조작기기의 개발, 도입이 실시되어 왔음.
 
  - 2011년 3월 11일에 발생한 동일본 대지진과 쓰나미로 인해, 도쿄전력 후쿠시마 제1원전 사고가 발생하였음. 이 사고에 대한 대응 및 폐로를 위한 중장기 조치에서, 매우 다양하고 중요한 로봇 및 원격조작기기의 니즈가 발생하였음. 또, 사고 발생 직후, 원자로 건물 주변은 방출된 오염물질로 인해 방사건량이 매우 높아 작업원이 근접하는 것도 매우 힘든 상황으로, 다양한 장면에서 로봇 등 원격조작 가능한 기기의 활용이 요구되었음. 이 다양한 니즈에 대해, 지금까지 다양한 로봇 기술이 투입되고 있는데, 앞으로 폐로를 위해 가일층 로봇 기술의 개발과 투입이 요구되고 있음.
 
(G) 그 밖의 필드 로봇
  - 근 미래를 포함, 큰 시장이 되는 것은 힘들 것으로 보이지만 꿈의 실현, 환경의 특수성, 기술적 곤란성이 높은 로봇 응용 분야로, ①우주, ②해양, ③군사용 등을 꼽을 수 있음. 그러나, 군사용 로봇은 사용 목적이 특수한 사례로, 기본기능에서 공통요소는 있더라도, 타 필드 로봇과는 따로 구분해야 할 것임.
 
 ㅇ 기술
  - 필드 로봇은, 이동과 작업의 쌍방을 보유한 것이 많아, 일반적으로 말하는 로봇의 요소기술 모두를 갖출 필요가 있음. 또, 옥외 환경하에서 활동하기 때문에 필드 로봇에 특필해야 할 기술로, 이하의 고려가 필요함.
 
· 자연환경에 대한 적합 : 자연환경은 불확정 요소, 시시각각의 상화 변화, 또, 그 환경을 인간이 제어할 수 있는 것은 아님. 예를 들면, 주야, 우천, 저고온, 모래 먼지 등에 대한 환경 변동 대책이 대표적인 것임.
 
· 부정지 대응 : 주로, 도로를 주행하는 자동차와의 큰 차이가, 모델화가 어려운 부정지 적합성임.
 
· 지원환경의 설치 : 한편, 로봇의 적응지역에 로봇용 인프라를 준비하면, 그 활용이 실용화를 촉진함. 그 대표가 GPS임.
 
(A) 건설·토목분야
 
  - 종래의 유인운전기계를 무인화하고, 필드 로봇화를 촉진한 것이 고정도(高精度) GPS의 활용임. 대규모 광산 등에서는 전망이 좋아, GPD전파의 차폐가 일어나기 어렵고, 또 도로 폭 확보에 의한 어느 정도의 주행오차를 용인하는 것, 또, 광산 내라는 관리된 환경 내에서 사람의 안전관리를 함으로써, 신뢰성이 높은 내비게이션을 가능하게 하고 있음.
 
  - 무인화 시공은 일본에서 실용화된 뛰어난 건설 로봇의 원격조작시스템임. 이 시스템은, 운젠후겐산 폭발에 따른 예기치 못한 화쇄류로부터 시공자를 지키기 위해, 수 ㎞ 떨어진 안전한 장소에서 무인건설기계를 TV화상과 GPS를 활용한 원격조작 및 자동운전을 조합하여 제석공사 등을 수행하였음. 그리고, 후쿠시마 제1원전 사고 시의 긴급 대책과 와륵 처리 등에 활약하고 있음. 
 
  - 건설공사는 다양한 작업환경하에서의 작업을 필요로 함. 따라서, 각각의 작업의 로봇보다도, 공사의 전체를 시스템으로 취급함으로써, 그 효과를 보다 크게 할 수 있음. 이를 위한 시스템 기술로, ICT를 활용한 정보화 시공(국토교통성)이 개발되고 있음.

 
(B) 사회 인프라 보전 로봇
  - 사회 인프라 보전 로봇의 특징으로, 난소(卵巢)액세스가 있음. 흡착에 의한 콘크리트 벽면 이동, 자력을 이용한 철구 구조의 이동, 송전가선의 이동, 수직제자 이동, 하수관 주행 등, 다수의 도전적 사례가 있음. 그러나, 액세스 기법이 특수한 것이, 범용 적용으로 향하지 않고 발상을 바꾼 액세스 시스템의 개발이 필요할 것임. 또, 동력과 통신의 확보도 중요한데, 주로 유선식의 경우, 전선처리에 많은 제안이 이루어지고 있음.

(C) 플랜트 보전 분야
 
  - 플랜트 보전에서의 특징적 기술 중 하나는, 배관이나 건물 구조물에 대한 액세스임. 특수기구의 응용, 자력의 응용 등에 의해 곡선배관 및 밸브 통과 등, 다수의 개발 사례가 있으며, 탱크벽면 검사장치 등, 일부의 응용 사례가 있음. 또, 주행의 방해가 되는 케이블 처리방법에 대해서도, 독창적 제안이 제시되어 왔음.그러나, 일장일단도 있으며 또, 로봇 고장 시의 배관 폐쇄에 대한 일반해(一般解)가 없어, 현재 제한된 부분의 실용에 그치고 있음.
 
  - 플랜트 및 인프라 보전의 최초의 요구는, 대상의 건전성의 검증이라 할 수 있음. 따라서, 초음파, 과전류, 타음, 외관검사기술은 로봇 기술과 보전의 쌍벽을 이루는 것으로, 검사기법의 조합의 최적화와 신호처리방법의 적정화, 쌍방의 장점기술을 활용한 로봇 시스템 만들기가 요구됨.
 
(D) 농업 분야
  - 일본에서의 농업의 로봇화는, 포장(圃場)의 협소함과 토양의 다양성 대책이 필요함. 따라서, 지금까지의 농업기계를 참고로 한 수레바퀴나 크롤러 주행기구가 제안되고 있음. 또, 고정도 GPS의 도입도 활발해, 고정도 주행에 의한 수확 로봇의 개발이 이루어지고 있음. 그러나, 이들의 개별 대응 로봇에서는, 기술의 전개성이 없어 새로운 연구가 필요해지고 있음.
 
(E) 재해 대응 로봇
  - 재해 대응에서 요구되는 것은, 각종 센서를 현장에 이동시켜, 맵핑 등 이들을 알기 쉽게 인간에게 전달하는 기술임. 그리고, 그 다음으로 필요한 것은 구조와 복구작업능력임.
 
  - 재해 대응 로봇은, 예측 불가능한 환경 속에서의 작업이 요구되는 일이 많아, 인간의 판단력을 효과적으로 활용시키는 구조가 중요함. 또, 로봇의 조작과 로봇 기능을 숙지하여 현장 환경을 구축할 수 있는 조작자의 훈련·육성이 중요함. 또, 부정지 답파 기술은 재해 로봇에 있어 특징적인 기술임. 부정지 적응성의 일반화와 인간형 로봇의 재해 대응 환경에 대한 적응성의 연구개발이 실시되고 있는 단계에 있음.

(F) 원자력 분야
  - 핫 셀(hot cell) 내에서의 방사성물질의 처리에 관해서는, 예부터 마스터 슬레이브 방식의 매니퓨레이터가 이용되어 왔음. 한편, 원자력시설의 감시, 점검, 보수용 로봇의 개발에 관한 수중 점검 로봇 등의 전용기에 대해서는 실제 플랜트 내에서 가동하고 있는 것도 많음.
 
  - 후쿠시마 원전 사고의 긴급 대응, 폐로 조치에서는, 다수의 로봇과 원격조작기기 등이 개발·활용되어 조사, 와륵 제거, 제염 등에 이용되고 있음. 이른바 「로봇」이외의 로봇 기술도, 폐로를 위한 다양한 작업에서 활용되고 있음.
 
 ○ 향후의 과제와 제언
 ㅇ 경제성 향상을 위한 필드 로봇
  - 경제성 향상의 평가는 시장만이 결정함. 코스트 다운에 대한 직접적 묘안을 제시할 수는 없지만, 건설기계의 고도화의 전방에 건설분야의 필드 로봇이 있다는 생각에 서면, 건설 로봇이야말로 고도의 건설기계라는 답이 존재함. 즉, 건설기계의 듀얼 모드화가 실현되면, 특별사양의 건설 로봇 하드웨어가 불필요하게 되어 가동률이 높으며 또, 긴급 시에는 재해 대응 로봇으로서 활용하는 것도 가능해짐. 
 
  - 듀얼 모드화를 위해서는 몇 가지 과제도 있는데, 기술적으로는 해결이 불가능한 것은 아님. 따라서, 건설 로봇이 선행하여 듀얼 모드화 기술을 개발해 나가는 것이, 건설 로봇 보급의 지름길이라 할 수 있음. 또, 이 듀얼 모드 기술은 농업기계의 고도화의 관점에 서면, 농업·임업 로봇에도 전개 가능함.
 
 ㅇ 위험 회피를 위한 필드 로봇
  - 위험 회피 로봇의 대표가 재해 대응 로봇이라고 한다면, 그 보급에는 국책으로서의 재해 대응 조직의 존재가 중요함. 그러나, 로봇 기술의 미숙성을 지적하는 목소리도 있기 때문에, 당분간은 로봇의 개발을 통한 보급책을 계속적으로 추진하는 것이 될 수 밖에 없음. 이 때의 개발은 장기적 관점에 선 계속적 활용조직 실현을 위한 활동이 중요함. 조급한 실용성만을 추구하더라도, 사업성이 없는 한, 무엇을 만들더라도 연구개발로 끝나버리는 위험성에 대한 학습효과를 활용해야 함.
 
  - 또, 후쿠시마 제1원전의 폐로는, 폐로 자체가 미션이기 때문에 위험 회피 로봇의 범주일지라도, 특수용도가 될 수 밖에 없음. 그러나, 장기적 시점에서 서면, 재해 대응 로봇과의 접점도 있을 수 있기 때문에, 연계한 기술개발을 해 나가는 것이 중요함.
 
 ㅇ 사회 창조를 위한 필드 로봇
  - 사회창조라고 하면 거창하지만, 일본의 저출산 고령화 문제는 일찍이 없었던 문제로, 이 문제를 해결하려면 새로운 사회의 구조를 창조하는 것 밖에는 없다고 할 수 있음. 인구, 특히 노동인구가 급감하고 있는 가운데, 활력 있는 사회를 유지하려면, 어떠한 형태로든 로봇이 지탱하는 것 밖에는 없다고 할 수 있을 것임.
 
  - 이 과정에서 발생할 것으로 예상되는 과소와 집중과 같은 과제에 대한 해결을 지원, 특히, 과소사회의 과제 해결·지원을 하는 것이 필드 로봇의 커다란 역할임. 과소지의 대표가 한계집락이라 할 수 있는 인구가 집적하고 있지 않은 지역임. 마을별 로봇화의 발상은 이 문제를 해결하는 커다란 열쇠로, 그 커다란 기반으로서 필드 로봇이 존재함. 농업시스템 차원의 필드 로봇의 성공은, 일본의 미래에 커다란 가능성을 나타내는 것임.

※자료 출처 : http://www.nedo.go.jp/content/100567345.pdf
  

[출처 : KOTRA GlobalWindow(www.globalwindow.org) 2014. 08. 04 /  자료원 : 산업연구원(www.kiet.go.kr)]