지금까지 산업현장에서 사용되는 로봇은 대부분 로봇 자체의 이동은 없이 고정된 위치에서 고속 정밀의 반복을 요구하는 작업 용도로 사용됐다. 

최근 들어 로봇의 자율주행 기술이 개발되고 무선통신 기술이나 IT 기술들이 접목 되면서 로봇이 작업현장 내에서 ‘이동’할 수 있게 되었다. 로봇 스스로 이동할 수 있게 됨으로 인해 기존의 물류 시스템에도 많은 변화를 가져오고 있다. 이 글에서는 이동 로봇이 물류 시장에 가져온 변화와 각국의 동향 및 전망을 살펴보고자 한다.

 왜 물류 이송로봇인가

최근 아마존은 KIVA Systems를 인수한 후 Amazon Robotics로 사명을 변경하여 물류 이송로봇 사업을 본격적으로 추진하고 있는데, 이는 물류 시스템에서의 로봇 사용이 얼마나 중요한가를 보여주는 일례라고 할 수 있다.

로봇을 이용하여 웨어하우스의 공간을 더욱 효율적으로 사용할 수 있어 보다 많은 물류를 적재할 수 있을 뿐만 아니라, 로봇 사용으로 하루 24시간 물류 작업이 가능하며, 이를 통해 배송에 걸리는 전반적인 시간을 단축할 수 있다.

현재 아마존에서는 15,000대 이상의 KIVA 로봇을 사용하고 있으며, 로봇 사용 후 50% 이상의 물품을 더 적재할 수 있었으며, 물류 픽업 및 배송에 걸리는 프로세스 시간을 단축하여 보다 빠른 배송이 가능하여 전반적인 고객 만족도가 향상되었다고 밝혔다.

사진 1. Aethon사의 TUG 로봇

사진 2. 병원용 자율 주행 배달 로봇 ‘HOSPI’

이러한 웨어하우스에서의 물류 로봇 사용은 호텔, 병원, 요양원 및 공장으로 적용 범위를 확대하고 있다. 병원 및 요양원에서는 음식, 린넨, 약제, 세탁물의 이송 작업을 로봇으로 대체하여, 스태프들이 환자 및 거주자를 위한 직접적인 보살핌에 보다 많은 시간을 할애하여 환자와 거주자의 만족도를 높이고 있다. 공장에서는 물류 이송로봇의 도입으로 전반적인 물류 프로세스를 개선하고, 반복적인 업무에 소요되는 인력과 비용을 절감하고 있다.

사진 6. 아마존 로보틱스의 웨어하우스 물류용 로봇 ‘KIVA’

 ‌기존 물류 이송장치와  물류 이송로봇

기존 공장이나 물류창고 등에서 물류 이송을 위해 AGV (Automated Guided Vehicle) 시스템을 사용했으나 가격이 비싸고 와이어 가이드나 마그넷 등의 구조물 설치가 수반되어야 하는 단점이 있었다. 또한, 설치 후 물류 동선의 변경이 필요한 경우 구조물의 변경과 재설치 관련 비용이 추가적으로 투입되어야 하는 부담이 있었다.

현재 국내 대형 병원 등에서는 물류 이송을 위해서 기송관, 자주대차, 에어슈터, 웨건 등이 주로 사용되고 있으며, 이들 이송장치들 역시 AGV와 마찬가지로 설치, 운영 및 유지보수에 많은 비용이 소요되고 있다. 기존에 설치된 시설이 노후화됨에 따라 잦은 오작동과 유지보수로 많은 비용이 소요되고 있으며, 이로 인해 전반적인 업무 효율의 저하가 문제점으로 파악되고 있다.

사진 3. Savioke사의 Relay 로봇

조사에 따르면 고하중/대용량 물류 및 검체 운반은 인편을 통한 배송이 많은 부분을 차지하고 있으며, 각 병원의 진단 검사실 내부와 외부로의 검체 배송에 있어 로봇 도입이 가능할 것으로 판단하고 있다. 최근 들어 해외의 여러 기업들이 물류 이송의 대안으로 물류 이송로봇을 개발하여 출시하고 있다.

사진 4. ‌Mobile Industrial Robots사에서 선보인 모바일 로봇 ‘MiR100’

사진 5. Adept사의 모바일 로봇 ‘Lynx’

 
· 병원 : 병원 물류 로봇인 Aethon사의 TUG 로봇은 미국 내 병원에서 의약품, 검체, 식사, 린넨 등 다양한 물류 배송에 사용되고 있으나, 로봇의 가격이 상당히 고가인 관계로 빠르게 시장을 넓혀가지는 못하고 있는 상황이다. Pansonic Systems Soulutions Asia Pacific에서는 병원용 자율 주행 배달 로봇인 HOSPI를 선보였다. 보안 기능이 탑재되어 있으며 20kg 정도의 의약품, 시료, 환자 진료 기록 등 비교적 가벼운 이송물의 이송이 가능하며 일본 내 병원 에서 소규모 사용되고 있다.

· 호텔 : Savioke사에서는 Relay라는 제품을 호텔 등에서 스낵 또는 타월 등과 같은 각종 서비스 용품 배달용으로 개발 중이며, 현재 미국 내 호텔에 30대 정도가 서비스 중인 것으로 보도되고 있다. 공장 및 물류창고 : Moblie Industrial Robots사에서는 공장 또는 물류에서 사용 가능한 MiR100라는 모바일 로봇을 선보였다. 

로딩 플랫폼은 600×800mm이며, 최대 속도는 1.5m/sec으로 100kg 하중의 물품 적재가 가능하며, 300kg까지 토잉할 수 있다고 한다. Adept사의 Lynx 모바일 로봇은 레이저 센서를 사용하여 위치 인식을 하며 다양한 카트를 사용해 60kg 정도 하중의 물품을 배달할 수 있다. 공장, 웨어하우스 또는 실험실 등에서 사용된다고 한다.

· 웨어하우스 : 앞에서 설명한 바와 같이 Amazon Robotics의 KIVA 로봇이 대표적인 웨어하우스 물류 로봇이라 할 수 있겠다. KUKA & Swisslog사의 CarryPick 시스템은 Amazon Robotics의 KIVA 시스템과 유사하며, 최대 600kg까지 적재 가능한 AGV를 사용하고 있다. KIVA와 유사하게 바닥의 바코드를 인식하여 이동한다. 

다목적 물류로봇 GoCart : 국내 로봇기업인 유진로봇에서 개발 중인 GoCart는 자율 주행 물류이송로봇으로, 60kg 이하의 이송 물 적재가 가능한 GoCart 1.0과 300kg까지 적재가 가능한 GoCart 2.0을 개발하여 국내 미국요양원을 거쳐 스페인의 요양원과 국내 을지대학병원에서 필드 테스트를 성공적으로 완료하고 상용화 준비에 박차를 가하고 있다.

사진 7. KUKA & Swisslog사의 CarryPick 로봇

GoCart V1.0 & GoCart V2.0
 
GoCart 시리즈의 장점은 유진로봇이 보유하고 있는 자체기술인 저가형 자율주행 솔루션을 탑재하고 있어 경쟁사보다 매우 저렴한 가격으로 제공할 수 있다는 점이다. 또한, 기타 추가적인 구조물의 설치가 필요하지 않으며, 대형병원 같은 매우 넓은 공간뿐 아니라 양로시설과 같은 폭이 좁은 공간에서도 활용할 수 있도록 설계되어 있다. 엘리베이터 시스템 및 자동문 시스템과의 연동도 용이하여 증간이동에 대한 제약 없이 원하는 장소로 배달이 가능하다.

그리고 카트 교체만으로도 음식, 린넨, 세탁물, 기타 물품 등의 다양한 물품을 배달할 수 있어 로봇의 활용도를 극대화 할 수 있다. 다중로봇운영 시스템이 포함되어 동일한 장소에서 여러 대의 로봇을 손쉽고 스마트하게 운영할 수 있다. 

유진로봇은 해외 파트너사 들과 함께 미국시장 및 유럽시장 진출을 준비하고 있으며 2016년 후반부터 본격적으로 국내 및 해외에서 출시할 예정이다.

사진 8. 유진로봇의 GoCart V1.0(좌)와 GoCart V2.0

맺음말

물류 이송로봇은 병원, 공장, 호텔, 물류창고 등 다양한 분야에서 활용이 증대될 것으로 보인다. 노령 인구의 증가와 인건비가 증가함에 때라 병원 및 요양 시설에서는 반복적인 물류 배달에 소요되는 스태프의 시간과 비용을 줄여 환자나 요양원 거주자를 위한 직접적인 서비스에 집중하여 고객 만족도를 높일 수 있다. 웨어하우스나 공장에서는 반복적인 업무를 이송로봇으로 대치함으로 인해, 공간 활용도 증가와 업무 효율 증가로 전반적인 프로세스를 향상시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.

IFR(International Federation of Robotics)에서 발행한 2015년 World Robotics Statistics에 따르면, 청소기 등을 포함함 개인용 서비스 로봇을 제외한 전문가용 서비스 로봇 시장은 방위산업, 농업 및 물류 관련 로봇이 대부분을 차지하고 있으며, 2018년까지는 총 150,000대 정도(20 billion USD)의 수요가 있을 것으로 내다보고 있다. 물류 관련 로봇은 2014년에는 2,700대 정도가 설치되고 2,100대의 AGV가 설치된 것으로 파악되어 물류 이송로봇이 기존의 이송장치를 빠르게 대체해가고 있음을 알 수 있다.

시장의 가능성은 많으나, 사용자가 많은 동적인 환경에서 작동하는 로봇인 만큼, 사용자 또는 고객의 안전을 보장할 수 있는 하드웨어와 소프트웨어 기술을 갖추는 것이 가장 중요할 것으로 판단된다. 내비게이션 소프트웨어, 충돌 방지 시스템, 위치 복구 시스템, 다중로봇 스케줄링 및 관제 시스템 또한 사업화 성공을 위해서 간과해서는 안 될 중요한 요소이다.

박성주 _ 유진로봇 부사장 겸 연구소장