얼마 전 SK텔레콤과 LG전자가 5G 클라우드 기반 로봇 개발에 협력한다고 발표했습니다. 5G와 ICT 기술을 집약한 초저지연 로봇 클라우드, 5G 기반 물리 보안 및 안내 로봇 등의 개발에 양사가 협력하기로 했다는 내용입니다. 5G 시대가 본격 도래하면 로봇을 클라우드에 연결해 원격지에서 로봇을 쉽게 제어할 수 있고, 필요한 기능 또는 자원을 그때 빠른 속도로 다운로드해 사용할 수 있습니다.

로봇의 기능을 향상하기 위해 필요한 고성능 프로세서와 센서 등의 탑재를 줄이고 대신 인공지능과 컴퓨팅 자원을 클라우드에 집중적으로 저장할 수 있기 때문에 로봇의 구조를 단순화할 수 있을 것으로 기대됩니다. 또한 증강현실(AR) 등 새로운 기술을 로봇에 적용하기 위해선 초저지연성과 고속 데이터 전송을 특징으로 하는 5G 이동통신 기술의 적용이 꼭 필요합니다.

5G 서비스의 상용화 및 보급에 박차를 가하는 전 세계 이동통신 사업자들이 앞다퉈 5G 기반 로보틱스 기술 개발에 적극적으로 나서고 있는 것은 이러한 이유 때문입니다. 

5G 시대, 로봇 기술은 어떻게 변할까?

5G 시대에 본격적으로 접어들면 로봇 기술은 과연 어떻게 변화할까요? 여러 로봇 분야에서 혁명적인 변화가 있을 것으로 예상되는데 로봇 과학자들은 특히 의료 로봇 기술의 혁신에 주목하고 있습니다.

텔레프레전스(Telepresence) 기술을 응용한 로봇 수술 개념은 오래전부터 있었지만 초고속 네트워크의 구축과 신뢰성 문제가 걸림돌로 작용했습니다. 하지만 5G 시대가 도래하면 뇌 수술이나 심장 수술처럼 촌각을 다투면서 정밀한 수술이 요구되는 분야에서 로봇 원격 수술이 기술적으로 안정화되고 상용화 가능성도 커질 것으로 예측됩니다. 외과 의사가 지구 반대쪽에 있는 환자를 대상으로 원격 로봇 수술을 시행하는 것이 결코 불가능한 일이 아닙니다.

실제로 원격지에서 로봇 수술을 시도하는 의사에게 수술 중인 환자의 몸 안에 있는 각종 장기의 촉감을 전달할 수 있고, 로봇 팔을 자신의 손처럼 조작할 수 있는 기술이 머지않아 구현될 것으로 보입니다.

지난 6월 초 아마존이 라스베이거스에서 개최한 ‘리:마스(re:MARS)’ 로봇 콘퍼런스에는 ‘햅트엑스(HaptX)’라는 이름의 원격 제어 로봇이 소개되었습니다. 제프 베조스 아마존 회장이 콘퍼런스 현장에서 직접 착용하고 테스트해보는 모습이 화제가 되었지요.

이 로봇은 사람이 글로브를 착용하고 원격지에 있는 로봇 팔로 물체를 만지면 물체의 감촉을 전달받을 수 있는 햅틱 피드백 기능을 갖추고 있습니다. 향후 촉각을 전송할 수 있는 기술이 의료 로봇에 접목된다면 외과 의사가 수술 현장에 있는 것처럼 로봇 수술을 진행할 수 있을 것입니다.

실제 올해 2월 바르셀로나에서 열린 ‘MWC 2019’에서 일본 NTT도코모는 5G 원격 수술 기술에 대해 소개한 바 있으며 중국 베이징의 한 의료기관은 차이나 모바일•화웨이와 협력해 파킨슨 환자를 대상으로 5G 기반 원격 수술을 성공적으로 시행했다고 발표했습니다.

중국 언론 보도에 따르면 베이징 소재한 병원의 ‘링 즈페이(Ling Zhipei)’ 박사는 하이난에서 3,000km 떨어져 있는 베이징 병원의 의료 기기를 제어해 파킨슨 환자의 심층 뇌 자극(DBS) 임플란트 수술을 성공적으로 시행했습니다. 링 즈페이 박사는 “4G 네트워크상에서 원격 수술을 했다면 원격 제어에 따른 시간 지연과 비디오 지체(Video lag) 현상으로 수술을 하는 것이 힘들었겠지만 5G 네트워크상에서는 거의 실시간 개념으로 원격 수술을 할 수 있었다.”라고 했습니다.

또 다른 중국의 병원은 5G와 인공지능, 4K 기술을 이용해 60km 떨어진 환자를 대상으로 초음파 진료에도 성공했습니다. 5G 기술과 수술용 로봇의 기술적 융합이 먼 미래의 일이 아니라 바로 지금 벌어지고 있는 일이라는 점을 다시 한번 확인해주고 있습니다. 

5G 시대, 농업•산업용 로봇 기술의 혁신

5G는 농업용 로봇 기술에서도 혁신을 가져올 것으로 기대됩니다. 영국 문화•미디어•스포츠부(DCMS)의 후원으로 진행 중인 ‘5G 농촌 퍼스트(5G RuralFirst)’는 시스코 등 30여 기관 및 기업들이 콘소시엄을 구성해 추진하고 있는 농업 프로젝트입니다. 이를 위해 영국은 서머셋(Somerset) 등 3곳에 테스트 베드를 구축해 농업테크(Agritech) 분야에서 5G 환경을 구축하겠다는 목표를 제시하고 있습니다.

지난 2017년부터 진행되고 있는 ‘핸즈 프리 헥타르(Hands free Hectare)’도 ‘5G 농촌 퍼스트(5G RuralFirst)’ 프로젝트의 일환이라고 합니다. 하퍼 애덤스 대학(Harper Adams University) 주도로 진행되고 있는 ‘핸즈 프리 헥타르’는 농부가 농장에 발을 전혀 내딛지 않고도 자율 로봇 트랙터와 드론의 도움을 받아 농사를 지을 수 있다는 것을 보여주고 있습니다.

농부는 각종 농기구에 부착된 센서를 통해 농사 관련 데이터를 수신하고, 원격지에서 5G 기반 로봇 트랙터와 드론을 제어해 농사를 지을 수 있습니다. 이와 함께 증강현실(AR) 기술을 활용해 농장에서 키우고 있는 주요 가축의 건강을 진단하는 ‘애니멀 케어(Animal care)’ 사업도 추진되고 있습니다. 지난 2017년 시작된 ‘핸즈 프리 헥타르’는 올해 3번째 수확기를 맞고 있는데 5G 농업 자동화의 물결이 어느덧 우리 앞에 와 있다는 것으로 잘 보여주는 사례입니다.

5G 기술은 산업용 로봇 분야에서도 변화의 바람을 몰고 오고 있습니다. 일본 대표적인 산업용 로봇 업체인 가와사키중공업은 자동차 도장공장 등에 활용할 수 있는 원격 제어 산업용 로봇을 개발해 2017년 공개한 바 있습니다. 사람이 직접 들어가서 작업하기 곤란한 공정에는 원격 제어 산업용 로봇을 투입해 작업할 수 있도록 지원하겠다는 개념입니다.

원자력 발전소 해체 작업처럼 위험한 공간에서 작업하기 위해선 AR•VR 기술과 로봇 원격 제어 기술의 결합이 꼭 확보되어야 할 기술로 꼽히는데, 5G와 같은 고속 통신 기술의 지원이 필수적이라고 할 수 있습니다.

5G 시대는 로봇과 AR•VR의 접목을 앞당길 것으로 예상됩니다. 미국 피츠버그에 위치한 로봇 스타트업 ‘리얼보틱스(RealBotics)’는 미국 이동통신 사업자인 버라이즌과 협력해 5G 기술을 이용해 증강현실(AR) 환경에서 모바일 로봇을 실시간으로 제어하는 기술을 연구 중입니다. 리얼보틱스는 증강현실(AR) 환경에서 웨이포인트 로보틱스(Waypoint Robotics)의 모바일 로봇 ‘벡타’를 실시간으로 제어하는 기술을 선보였습니다.

휴머노이드 로봇도 5G 기술의 혜택을 받아 한층 더 진화 발전할 것입니다. 지난 2018년 11월 도요타가 NTT도코모와 함께 선보인 아바타 로봇인 ‘T-HR3’는 미래 휴머노이드 로봇의 한 모습이라고 할 수 있습니다. 전신에 컨트롤러를 착용한 운영자가 몸을 움직이면 떨어져 있는 아바타 로봇이 사람의 동작을 그대로 따라 합니다. 도요타는 원격 제어 휴머노이드 로봇 기술이 앞으로 가정, 의료기관, 건설 현장, 재해 현장 등에서 활용될 수 있을 것으로 보고 있습니다.

미국 ‘매사추세츠 로웰 대학(UMass Lowell)’도 로봇의 원격 제어에 관한 연구를 하고 있습니다. 5G 기술을 이용해 휴머노이드 로봇에게 원격지에서 계단을 오르고 내려가라고 하는 등 다양한 작업을 명령할 수 있습니다. 로봇이 원격 조작자의 명령에 시간 지체없이 바로 반응하기 때문에 향후 재난구조 활동, 위험 장소에서의 고난이도 작업 등에 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 

5G 기술, 자율주행 자동차도 변화시킨다.

5G 기술은 자율주행 자동차, 일명 로봇카(Robocar)의 기술 개발에도 큰 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 우버, 웨이모 등이 추진하고 있는 로보택시 호출 서비스뿐 아니라 자율주행 트럭에 관한 기술 개발도 최근 5G 기술과 연계해 활발하게 추진되고 있습니다.

일본 소프트뱅크는 얼마 전 5G 무선통신인 ‘5G NR(New Radio)’을 활용해 고속도로를 주행하는 트럭 간에 V2V(Vehicle to Vehicle) 통신 방식으로 차간 거리를 자동 제어하는 기술 구현에 성공했다고 발표했습니다. 2대의 무인 트럭(운전 관리자만 탑승)이 일정 거리를 유지하면서 운전자가 탑승한 선도 트럭을 따라가는 기술을 5G 통신 기술을 이용해 구현한 것입니다. 일종의 군집 주행 기술을 5G 기술로 구현한 것입니다.

일본에선 노동력 부족으로 트럭 등 운송 분야의 인력난이 심해지고 있는데 5G 기반의 트럭 군집 자율주행 기술이 훌륭한 대안으로 부상할 전망입니다. 미국의 웨이모 등 자율주행 자동차 개발업체들도 자율주행 트럭 기술 개발에 적극적으로 나서고 있는데 향후 장거리를 운행하는 트럭 운전사들의 부족 현상이 심화할 것으로 예측되기 때문입니다. 자율주행 트럭과 같은 기술 역시 5G 기술의 도움이 절대적으로 필요합니다.

이처럼 다양한 로봇 분야에서 5G 기술과 로보틱스가 융합되면서 로봇 기술은 새로운 전기를 맞고 있습니다. 앞으로 어떤 로봇 기술들이 우리 앞에 등장해 인간의 삶을 보다 풍요롭게 해줄지 주목됩니다.

글 l 장길수 l 로봇신문 기자