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중소기업 기술로드맵 조회결과

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소셜 로봇 플랫폼 및 서비스
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

소셜 로봇 플랫폼 및 서비스 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 소셜 로봇은 사람과 사람이 교류하듯 자연스럽게 사람과 상호작용할 수 있는 로봇으로서 상대방의 감정과 의도를 인지하고 교류 상황의 사회적 의미를 해석하면서 주어진 역할에 맞는 사회적이고 문화적인 규범을 따르는 사회적 행위를 표현할 수 있는 로봇을 가리킴
  • 범위 : 소셜 로봇은 교육, 건강관리, 생활지원, 엔터테인먼트, 커뮤니케이션, 협업 등 다양한 분야에 적용 가능한 범용 로봇으로서 분야별 고유 기능 수행에 사회적 교류 능력을 더함으로써 분야별 기능적 목표의 효과적인 달성과 로봇 활용의 지속성을 확보하는데 기여함
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점의 범위 ]

주요제품 분류표
기술개발 테마제품분류 관점세부기술
소셜 로봇 교육로봇 교육로봇 주로 가정 환경에서 유아나 어린이를 대상으로 온라인 학습  콘텐 츠를 이용하여 교육 프로그램을 제공하는 로봇
교육보조 로봇 학교, 공공기관 또는 가정에서 학습 콘텐츠를 이용해 교사를 보조 하거나 사용자와의 상호작용을 통해서 창의교육을  가능하게  해주 는 로봇으로서 원격 접속을 통해 원어민 강의를 제공하는 목적의 텔레프레즌스 로봇도 교육보조로봇의 분류에 포함
엔터테인먼트 로봇 애완로봇 소니의 Aibo로 대표되는 동물형 로봇으로  애완동물의  행동  특성  과 정서 반응을 모사함으로써 사람에게 즐거움을 제공함
완구로봇 의사소통을 통해 스무고개, 가위바위보, 블록쌓기 등의 게임을 진 행할 수 있을 뿐 아니라 사람, 환경, 게임 승부에 반응하여 감정 을 표현하는 로봇
공연로봇 연극, 뮤지컬, 연주 등 각종 퍼포먼스를 수행하는 로봇으로서 공연 진행 상태와 동료 연기자의 행동에 능동적으로 반응하여 공연을 진행하는 로봇
케어로봇 신체지원 로봇 거동이 불편한 사람의 이동을 지원하거나  씻기  힘든  사람의  목욕 을 지원하는 등의 신체 불편을 해소하는 역할을 수행하는  로봇으 로서 사용자의 정확한 신체적, 감정적  상태를  감지하고  의사소통  을 통해 사용자의 필요를 파악하여 지원기능을 극대화할 수 있는 로봇
생활지원 로봇 사용자의 생활패턴을 파악하고 상황에 따라 필요한 기능을 제공하 는 로봇으로 적절한 시점에 각종 정보를 검색하여 보여주거나 물 건을 찾아주는 등의 서비스를 제공
정서지원 로봇 사용자가 고독함이나 우울함에 빠지지 않고 정신적으로 건강한 삶 을 영위할 수 있도록 도와주는 로봇
안내로봇 안내로봇 공공시설, 전시장 등에서 고객들과 상호작용하며 각종 정보를 제 공하거나 길을 안내해 주는 등의 서비스를 제공하는 로봇
쇼핑로봇 매장에서 호객, 접객, 판매 도우미 등의 역할을 수행하는 로봇으로 고객의 관심 사항을 파악하여 적절한  정보를  제공하고  구매  동기 를 자극하는 등 고도의 사회성 표현이 필요
동반자로봇 동반자로 봇 개인의 비서나 친구, 가정의 집사 등의 역할을 수행하는 로봇으로 기능 측면에서 엔터테인먼트, 교육, 케어 등  복수의 기능을 제공할 수 있음. 향후 대부분의 소셜 로봇은 다양한 부류의 개인서비스를 제공하는 동반자로봇 제품으로 출시될 것으로 예상

[ 공급망 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발테마공급망 관점세부기술
소셜 로봇 소셜 로봇 요소 부품
  • 내구성이 높고 유지보수가 용이한 소형의 저가형 로봇 부품 제작 기술
소셜 로봇 플랫폼
  • 인간친화적 외형 디자인, 다양한 감정과 행동 표현, 높은 유지보수성을 제공하기 위한 모듈화된 디자인 등을 특징으로 하는 하드웨어 플랫폼
소셜 로봇 운영체제
  • 소셜 로봇을 기반으로 한 다양한 콘텐츠와 서비스를 실행하고 소셜 로봇 플랫폼의 각종 기능에 접근하여 로봇을 제어할 수 있는 인터페이스를 제공하는 소프트웨어 플랫폼
소셜 로봇 콘텐츠/서비스 개발 환경
  • 소셜 로봇을 기반으로 한 다양한 콘텐츠와 서비스를 제작하기 위한 개발 언어, 도구와 소프트웨어 개발 라이브러리
소셜 로봇 콘텐츠/서비스
  • 소셜 로봇을 기반으로 한 다양한 콘텐츠와 서비스
소셜 로봇 콘텐츠/서비스 유통 체계
  • 소셜 로봇 기반 콘텐츠와 서비스를 공급, 관리, 소비하는 유통 체계로서 애플 앱스토어나 구글 플레이 스토어와 같이 소셜 로봇 응용의 유통을 담당하는 소프트웨어 인프라
3. 시장현황 및 전망분석
(1) 세계시장

LoupVentures에 따르면, 소셜 로봇 및 엔터테인먼트 로봇 분야는 2016년 11억 달러에서 연평균 7.3%씩 증가해 2021년에는 16억 9,000만 달러에 달할 전망

(단위: 백만달러, %)

소셜 로봇 및 엔터테인먼트 로봇 분야의 세계 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
세계시장 1,100 1,210 1,340 1,460 1,570 1,690 7.3

* 출처 :LoupVentures(2017)

(2) 국내시장

소셜 로봇 분야의 2016년 국내 시장규모는 1,032억 원으로 연평균 33.7% 성장하여 2021년에는 2,623억 원 규모로 성장할 것으로 전망

(단위: 억원, %)

국내 로봇시장 현황
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
교육용 로봇 686 771 867 1,064 1,305 1,745 39.8
엔터테인먼트 로봇 147 165 185 227 278 372 21.5
케어 로봇 199 224 252 309 379 507 25.2
합계 1,032 1,160 1,304 1,600 1,962 2,623 33.7

* 출처 : World Robotics 2014 (2014.09, IFR, International Federation of Robotics), 지능형로봇 2015 실행계획 (2015.07, 관계부처 합동), 국내외 로봇산업 동향 (2015.03 한국로봇산업 진흥원), Insight China: 중국 산업용 로봇시장 보고서 (2014.12, 한국 무역협회), Trends in the Market for the Robot Industry in 2012 (2013.07, Ministry of Economy, Trade and Industry of Japan)등의 자료를 참고하여 전망치 추정

4.기술분석
(1)기술개발트렌드

사람의 행동, 표정, 말을 이해하고 사람이 알아보기 쉬운 방식으로 대화와 행동을 표현할 수 있는 지능적이고 인간 친화적인 상호작용 기술 개발이 확산되고 있음

  • 소셜 로봇은 산업용 로봇과 달리 사람과 공존 공생해야 하므로 자연스러운 인간과의 교류 능력이 필수적이며 따라서 첨단 지능정보 기술을 기반으로 한 인간-로봇 상호작용 기술은 1가구 1로봇 시대를 앞당길 수 있는 소셜 로봇의 주요 경쟁력임
  • 사람과의 상호작용을 기반으로 애착 형성이 가능한 지능형 서비스 콘텐츠, 인간의 생활과 로봇을 융합하여 감정교감이 가능한 감성형 콘텐츠 등 다양한 어플리케이션 서비스 시장이 크게 성장할 것으로 예측되며 이를 기반으로 인간과 커뮤니케이션을 극대화한 다양한 로봇 제품들이 빠르게 발전할 것으로 예상

생체신호 측정과 해석을 채용하여 사람의 상태를 더 잘 이해하여 반응하고 건강관리 등 부가적 지원 기능을 제공하는 기술 개발 확산

  • 각종 웨어러블 센서와 IoT 장치를 연동하여 생리신호, 신경신호를 측정함으로써 사람의 감정 상태, 스트레스, 주의집중도, 심신안정도, 등의 정신적 상태를 측정하고, 이를 조절할 수 있도록 지원하는 소셜 로봇 응용에 대한 관심 증대와 더불어 별도의 센서 장치 없이 RGB 카메라를 이용하여 사람의 맥박수, 체온 등을 측정할 수 있는 신기술이 등장하고 있으며 이를 기반으로 사람의 감정과 인지 상태를 보다 정확히 판단함으로써 소셜 로봇의 교류 능력을 개선 가능
  • 터치 인터페이스, 제스쳐 인식, 음성 인식을 넘어 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface: BCI)와 같이 로봇과 소통할 수 있는 새로운 소통 방식에 대한 연구가 꾸준히 이루어지고 있음
  • EU는 FP7의 WEARHAP(Wearable Haptics for Humans and Robots) 프로젝트를 통해, 다양한 생리 신경신호를 기반으로 인간과 로봇간의 사회적 감성 인터랙션을 가능하게 하는 연구를 진행함

고령화 사회의 도래와 1인 1가구의 확산에 따른 사회 구성원들의 삶의 질이 저하되는 현상은 중요한 사회 현안이며, 소셜 로봇은 이를 해결할 수 있는 기술로 대두되고 있음

  • 소셜 로봇의 소통 능력과 감성 교감 기능이 사람의 사회적 소속감을 증대하고 외로움을 해소한다는 연구 결과들이 보고되고 있으며, 이를 기반으로 독거노인과 독신 인구의 증가로 인해 소외감, 고독감, 우울증에 노출되는 현상을 완화할 수 있을 것으로 기대
  • 웰빙, 웰니스 라이프스타일 추구 등 소비자의 가치 변화로 인해 단순 건강, 미용 등의 심미적 니즈와 더불어 안정성, 평화 등 정신적 웰빙으로의 수요가 확산되는 추세
  • 개인주의적 성향에 따른 감성화, 모바일화, 지능화, 개인화로 인해 사회 전반적인 메가트렌드가 약화되고 개인 맞춤형 마이크로 트렌드로 변화하고 있는 추세
(2)기술환경분석

과기정통부는 2018년을 위시하여 4차 산업혁명의 유연한 대응을 위해 로봇을 포함하는 ICT 융합 신산업 기술 개발에 대한 투자를 강화하고 있음 (출처: 과학기술정보통신부 '18년도 정부 R&D 투자방향)

  • 기술 성숙 분야, 기 구축 인프라 분야에 대해서는 민간 역할 강화를 유도하고, 정부는 핵심 부가 가치 제고를 통한 역량 내재화에 집중
  • 로봇 분야에서는 인공지능-로봇 융합의 핵심원천 및 공통기반 기술에 우선적으로 투자하고, 미래형 로봇 등 신규 분야 발굴 확대·지원 강화 추진
  • 인공지능(AI)과 융합 분야 지원을 확대하고, 향후 성장가능성이 높고 로봇과의 융합을 통해 시너지 창출이 가능한 분야 신규 발굴
  • 신규 로봇 분야 개척을 위한 완전 자유공모 기초연구 지원 강화 및 다양한 수요 적용 가능 공통기반기술(지능, 부품, 플랫폼, 표준화) 집중 지원
  • 산업별 소관 부처가 수요를 제기하고 로봇 주관 부처가 공통 기반기술을 지원하는 부처 간 연계 로봇 개발 지원 강화

정부는 소셜 로봇을 포함하는 서비스 로봇 분야를 시장창출이 단기에 가능하고 민간 R&D 역량이 중상위에 속하는 산업화 유망 분야로 분류함

  • 서비스 로봇 시장 규모는 ‘15년에 68억 달러로, 전문 서비스 로봇*은 전년 대비 15%, 개인 서비스 로봇은 4.7% 성장하였으며 ‘16~19년에는 455억 달러 규모에 다다를 전망
  • 최근 인터넷쇼핑 성장에 따라 물류로봇(전문서비스) 성장이 두드러지고, 다양한 형태의 개인용 소셜 로봇이 시장에 소개
  • 최고기술국인 미국 대비 전문 서비스 로봇은 약 75%, 인식·판단지능 공통 기술은 약 78% (2.4년)로 격차가 존재하나, 개인 서비스 로봇의 기술 수준은 최고기술국(일본) 대비 약 86% 수준 (출처 : 2015 산업기술수준보고서, KIAT)

정부는 서비스 로봇 분야의 기술 중 선진국 대비 기술 격차가 작은 분야는 민간이 주도하도록 하고, 로봇 지능 고도화를 위한 원천 기술 및 신제품 사업화 촉진 정책을 추진

  • 로봇과 인공지능의 융합을 통해 인간과 대화, 얼굴/물체 인식, 자기학습 등 필수 요소기술을 개발하고, 공통 적용 가능한 소프트웨어 플랫폼 개발을 집중 육성
  • 서비스 로봇 사용자를 위한 안전 기준 (신체 보호 등), 기능 인정과 실증 평가 등 신뢰성 확보를 위한 기술 개발과 표준화, 규격화를 위한 테스트베드 구축을 통해 글로벌 시장 진출 기반 조성 추진

산업통상자원부는 ‘16년 11월 15일 범부처 로봇산업 정책협의회가 의결한 「로봇산업 발전방안 」 의 후속조치 중 하나로 ‘대한민국 로봇산업 기술로드맵’을 수립하여 향후 R&D 전략에 반영하기로 함

  • ‘로봇산업 기술로드맵’은 주관 부처인 산업부와 6대 로봇 연구기관*, 대학, 수요기업 등 각계 전문가 80여 명이 분야별 분과위원회** 운영을 통해 추진 작성함
  • ‘로봇산업 기술로드맵’은 로봇 핵심 기술을 ‘8대 핵심분야’로 구분하고, 제조, 물류·농업, 의료·재활, 안전, 개인서비스의 5개 제품 기술과 부품, SW·지능, 표준화의 3개 기반 기술을 제시함

산업통상자원부는 ‘대한민국 로봇산업 기술로드맵’에서 개인서비스 로봇을 ‘일상생활 속에서 가사업무를 돕거나 신체적 또는 심리적으로 도움을 주거나 여가 또는 교육적 목적을 충족시키는 로봇’으로 규정하고 있으며 그 핵심 제품과 기술 요소로 소셜 로봇 플랫폼 및 서비스 기술을 포함함

  • 개인서비스 로봇 중 가정용 로봇의 핵심 기술 개발 목표로 ‘인간과 대화 및 정서적 교감이 가능하고 심부름 등 가사일을 도울 수 있는 로봇 기술 개발’을 설정하고 이러한 목표 달성을 위한 연구 개발 과제 추진을 제안함

정부는 2016년 말부터 2017년에 걸쳐 사람과 정서적으로 교감하면서 다양한 지원 서비스를 제공할 수 있는 디지털 동반자와 로봇을 실현하기 위한 각종 인공지능 원천 기술과 소셜 로봇 핵심, 응용 기술 개발 과제를 출범하여 향후 3~5년에 걸쳐 매년 약 300억원의 예산을 투자할 예정임

5.핵심요소기술 선정

확정된 요소기술을 대상으로 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정

[ 소셜 로봇 플랫폼 및 서비스 분야 핵심요소기술 ]

핵심기술 선정결과
분류핵심요소기술개요
소셜 로봇 플랫폼 및 서비스 분야 핵심요소기술 감성표현을 위한 로봇 얼굴 하드웨어 장치, 아바타, 프로젝션 등 다양한 접근 방법을 기반으로 사용자, 환경 및 상호작용 상황에 따라 풍부한 감정을 표현할 수 있는 로봇 얼굴의 디자인, 제작 및 제어 기술
유연한 제스처와 자세 표현 고개 움직임, 팔 동작, 몸체 자세 등 상호작용 상황에 적합한 다양한 자세와 동작을 유연하고 효율적으로 표현할 수 있는 하드웨어 제작 및 제어 기술
상황인식과 표현 로봇 영상 기반 사용자 행동 인식 기술 사용자의 제스처, 자세, 활동을 인식하는 기술
멀티모달 신호 기반 사용자 감정 인식 기술 영상과 음성 신호를 기반으로 표정, 말투, 음운 등의 정보를 검출하여 사용자의 감정을 인식하는 기술
멀티모달 감정 표현 기술 상황 변화에 따라 감정 상태를 제어하는 로봇 감정 모델과 이를 기반으로 로봇의 다양한 표현 메카니즘을 융합하여 효과적으로 감정을 표현하는 기술
콘텐츠/서비스 통합운용 멀티모달 대화 시나리오 저작 기술 로봇의 멀티모달 표현 기능을 활용하는 대화 기반의 상호작용 시나리오를 효율적으로 저작할 수 있는 언어 체계와 저작 도구
멀티모달 상호작용 실행 엔진 기술 저작된 시나리오를 해석하여 상호작용 상황에 적합한 로봇 행위를 결정하고 실행하는 실행 엔진 기술
멀티모달 인식 제어 통합 기술 소셜 로봇의 상호작용 능력을 실현하는데 필요한 다수의 SW 모듈들을 대상으로 연동 체계, 처리 흐름, 자원 관리 등을 통합 제어하는 기술
IoT 및 클라우드 서비스 연동 기술 로봇 자체 플랫폼 뿐 아니라 환경 내 IoT 장치와 클라우드로부터 정보를 획득하여 활용하고 제어함으로써 서비스의 양과 질을 향상하고, 클라우드를 통해 로봇 간의 정보 공유와 협업을 이룩하는 연동 기술