로봇이 기능, 용도, 형태에 따라 다양하게 분류될 수 있다는 점은, 바꾸어 말하면 로봇의 활용성과 성장 가능성이 무궁무진하다는 뜻으로도 이해할 수 있다. 앞으로 로봇 시장이 커지면 로봇에 대한 설명이 더욱 복잡해지겠지만, 가장 핵심이 되는 3가지 요소만 기억한다면 로봇에 대한 접근이 한층 더 쉬워질 것이다. 첫 번째는 로봇은 인간을 돕기 위한 존재라는 것, 두 번째는 자율적으로 작업 수행이 가능하다는 것, 세 번째는 용도가 제한이 없고 범용적으로 활용 가능하다는 것이다.
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지금까지 인류 사회에 성공적으로 보급되었던 서비스 로봇은 청소 로봇, 수술 로봇 등 특정 목적에 맞추어 설계된 로봇 유형이 주를 이루었다. 그런데 인간이 로봇에 요구하는 기능은 훨씬 다양하고 그러한 다양한 기능을 수행하기 위해서는 각 목적대로 개별 로봇을 개발해 적용해야 하는데, 지금까지의 방식으로는 현실적인 어려움이 있다. 이런 이유로 결국 로봇 시장은 다양한 작업을 범용적으로 수행할 수 있는 로봇에 관심을 가질 수밖에 없다. 궁극적으로 인간과 닮은 휴머노이드의 필요성이 확대될 가능성이 큰 것이다.
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휴머노이드에 대한 관심은 글로벌 유수 기업들의 투자 흐름 속에서도 찾아볼 수 있다. 2023년에는 Chat GPT를 개발한 미국의 Open AI가 노르웨이의 휴머노이드 벤처기업 1X에 투자하고, 2024년에도 연초부터 1X와 Figure에 벤처 캐피탈과 주요 빅테크 기업들이, 한국에서는 삼성 그룹이 관련 기업에 대한 투자를 집행한 것으로 알려지고 있다. 2000년대 초반 휴머노이드 열풍 이후 다시 한 번 휴머노이드 시장이 본격적으로 주목받기 시작한 것이다. 과거에는 전문기업들이 연구개발 및 기계적 움직임에 포커스를 맞추었던 방향성과는 사뭇 다르게 이제는 발전한 AI 기술을 접목해 활용성을 높인 범용 휴머노이드 로봇을 꿈꾸고 있다.
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로봇 산업이 주목을 받게 된 배경에는 노동력 부족과 인건비 상승 같은 사회 구조적인 변화가 가장 큰 요인으로 꼽힌다. 로봇 산업을 알아갈 때 기술의 이해보다 중요한 것은 사회 변화에 대한 이해이다. 아무리 첨단 기술이 결집된 분야라도, 결국 로봇을 사용하는 주체는 인간이고, 로봇이 활동할 무대는 인간 사회이다. 그만큼 인간 사회가 처한 환경이 로봇 산업에 영향을 미칠 수밖에 없다. 향후 로봇 산업은 노동력이 부족한 분야에서 활용될 수 있는 로봇 유형부터 전성기를 맞이할 것으로 예상된다.
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로봇 공학 분야는 기계 공학과 더불어 전자 공학과 정보 공학 등 다양한 공학 분야가 어우러지는 융합 학문 분야이다. 로봇의 몸체(팔과 다리, 손 등)가 움직일 때 필요한 구동에 관한 기술, 로봇의 지능에 해당하는 AI 기술, 이를 뒷받침해줄 수 있는 높은 컴퓨팅 파워, 일종의 배터리라고 볼 수 있는 로봇 동력 공급원, 외부 세상을 이해하는 데 필요한 센싱 능력 등 로봇 공학에서 요구되는 기술은 다양하다. 이렇게 다양한 기술적 능력이 복합적으로 발전해야 인류가 원하는 로봇 수준에 조금씩 다다를 수 있다. 인간이 요구하는 작업을 로봇이 성공적으로 수행하기 위해서는 결국 인간과 동등한 수준의 능력을 갖추어야 한다. 향후 로봇 기술은 인체의 능력을 모방하는 형태로 진화하게 될 것을 예상해볼 수 있다.
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2023년 가장 주목받았던 기술 분야는 바로 챗GPT(Chat GPT)와 같은 생성 AI 분야였다. 인공지능 기술이 창조와 범용 AI의 영역으로 나아가고 있는 가운데, 이러한 움직임은 로봇 AI 분야에도 많은 영향을 미치고 있다. 로봇 AI와 챗GPT 사이에 커다란 차이점을 하나 꼽자면, 바로 로봇은 물리적 환경 속에 실재하는 존재라는 점일 것이다. 예를 들어 챗GPT는 그 기반이 되는 대규모 언어 모델을 학습할 때 온라인상에서 각종 언어 데이터를 상대적으로 손쉽게 취득해 학습에 활용하는 반면, 로봇은 다양한 행동 유형에 대한 물리적 행동 데이터를 일일이 쌓아야 한다.
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투자 회수 기간을 계산할 때 핵심이 되는 변수는 인건비, 로봇 도입 비용, 효율성이다. 로봇 도입 비용이 인건비보다 낮거나, 로봇 도입 비용이 인건비보다 높더라도 로봇의 도입으로 효율성이 증대되어 실질적인 비용 절감으로 이어진다면, 그래서 투자 회수 기간이 짧아진다면 로봇 도입을 검토해볼 만하다. 과거에 로봇의 도입을 쉽사리 결정할 수 없었던 이유는, 가격이 최소 수천만 원에서 수억 원 정도로 매우 높아서 투자 회수 기간이 길었기 때문이다. 그러나 이제는 인건비는 오르고 로봇 가격은 떨어지는 추세를 타고 있어 투자 회수 기간이 많이 짧아졌다.
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대기업이 로봇 시장에 진출하게 되면 과연 어떤 효과를 기대할 수 있을까? 크게 3가지다. 첫째, 대량 생산을 통한 로봇 가격의 하락을 기대할 수 있다. 둘째, 로봇의 상품화, 영업 및 마케팅 역량을 활용한 시장의 창출을 기대할 수 있다. 셋째, 자본력에 기반한 기술 투자를 기대할 수 있다. 큰 틀에서 로봇 시장의 성숙과 로봇 보급의 확대 등이 기대되는 것이다. 한국의 로봇 산업은 이제 각각의 톱니바퀴가 서로 맞춰져가는 듯한 느낌이다. 국내 로봇 전문 기업이 축적해온 기술력과, 스타트업이 제시하는 새로운 기술 및 로봇의 활용 방법, 그리고 대기업의 참여로 가속화된 시장 창출이 맞물리고 있는 것이다. 마침내 한국 로봇 산업이 본격적으로 태동하고 있다.
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산업용 로봇 시장에서 가장 눈여겨봐야 하는 시장은 중국과 일본이다. 중국은 전체 수요의 50% 이상을 차지하며 불과 수년 만에 산업용 로봇의 최대 수요 국가로 자리잡았다. 과거 저렴한 인건비와 풍부한 노동력을 강점으로 세계의 공장 역할을 맡아왔던 중국은 여타 선진 국가와 마찬가지로 향후 인구 절벽에 따른 노동력 감소가 예견되고 있다. 이에 따라 국가 차원에서 로봇의 활용을 적극적으로 장려하고 있어 로봇 수요가 매우 빠르게 증가하고 있다.
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협동 로봇의 장점 중 가장 특징적인 것은 ‘동력과 힘의 제어 설계(Power & Force Limiting)’로, 사람과 로봇이 충돌할 때 일정 값(생체역학적 기준값) 이상의 동력 또는 힘이 감지되면 로봇을 멈추게 하는 제어 설계에 대한 기준이다. 현재 산업용 로봇의 조작 방식은 위치 기반 조작이다. 즉 3차원 공간의 X축/Y축/Z축의 특정 좌표를 지정해 로봇의 팔이 해당 좌표까지 이동하거나 어떠한 물체를 잡는 등의 동작을 컨트롤하는 방식이다. 경로상 어떠한 방해물(예를 들어 사람)이 있더라도 사전에 지정한 위치로 동작하는 것을 멈추지 않는다는 특성이 있어, 사람이 끼거나 치이는 등의 사건사고가 다수 발생한 사례가 있다. 반면에 협동 로봇의 안전 설계는, 로봇이 사람과 접촉했을 때 사람이 상해를 입을 것으로 예상되는 힘의 값 이상의 힘이 감지될 경우 자동으로 동작을 정지해 사고를 방해하는 개념으로 볼 수 있다.
--- p.108

앞으로 성공할 서비스 로봇의 유형을 예측할 때 가장 중요한 포인트는 무엇일까? 바로 산업용 로봇과 마찬가지로 ‘노동력 부족’이다. 제조 현장뿐만 아니라 서비스 현장에서도 인력 부족 문제가 갈수록 심각해지고 있는 상황이라 자동화 수단에 대한 필요성이 갈수록 확대될 것이기 때문이다. 참고로 서비스 로봇은 전문 서비스 로봇과 개인 서비스 로봇으로 구분할 수 있는데, 단기 관점에서는 개인 서비스 로봇보다는 전문 서비스 로봇 시장을 중심으로 개화가 이루어질 것으로 전망된다. 왜냐하면 개인 서비스 로봇이 전문 서비스 로봇보다 기술적 요구사항이 높고, 당장 급한 것이 아니기 때문이다.
--- p.124~125

감속기는 외관상 간단한 기계 부품으로 보일지라도, 힘과 정밀 제어에서 매우 중요한 역할을 하는 만큼 기술적 진입 장벽이 높다. 기본적으로 충분한 토크를 만들어낼 수 있어야 하고, 동시에 높은 정밀도를 갖추어야 한다. 로봇의 고강도 작업과 충격에도 파손되지 않도록 내충격성과 저진동, 고강성, 작은 부피 등 다양한 특성 또한 요구된다. 이 중 가장 중요한 부분은 정밀도이다. 로봇의 정밀도는 모터를 얼마나 잘 제어하는가에 달려 있지만, 모터에 결합되어 사용되는 감속기의 성능 또한 매우 중요한 역할을 한다.
--- p.148~149

로봇에도 하드웨어에 종속되지 않고 표준화된 인터페이스를 제공하는 소프트웨어 플랫폼에 대한 필요성이 제기되고 있다. 여전히 로봇 분야에서는 스마트폰의 안드로이드 또는 IOS 같은 범용 운영체제가 부재한 상황이지만, 초기 시도로서 각기 다른 로봇 하드웨어를 통합해 컨트롤할 수 있는 이기종 통합 관제 시스템이 탄생하고 있다. 대표적으로는 한국의 클로봇이 제공하는 크롬스와 빅웨이브로보틱스의 솔링크가 있다. 하나의 컨트롤 시스템으로 제조사가 다른 로봇 하드웨어를 관제할 수 있는 시스템이다. 그동안은 로봇 제조사마다 각기 다른 로봇 컨트롤 시스템이 있었기 때문에 서로 다른 로봇 제품을 통합해 운용하기 번거로운 문제점이 있었는데, 이 문제를 해결하는 통합 시스템이 나온 것이다. 아직 로봇 소프트웨어 생태계 확립까지 많은 과제가 놓여 있지만, 이러한 문제점을 해결하기 위한 기술이 조금씩 공개되고 있고 사업화가 이루어지고 있다는 점은 매우 긍정적이다.
--- p.168~169

로봇 산업은 성장 산업인 만큼 개별 기업의 주가 변동성이 크다. 개별 기업에 대한 투자가 부담스럽다면 로봇 ETF에 투자함으로써 로봇 산업의 성장 흐름에 올라타는 방법도 있다. 현재 국내 주식 시장에는 삼성자산운용의 KODEX K-로봇액티브(2023년 연간 수익률 +68%)와 KB자산운용의 KBSTAR AI & 로봇이 상장되어 거래되고 있다. 해외에도 Global X Robo Global Robotics & Automation ETF(ROBO)와 Global X Robotics and Artificial Intelligence ETF(BOTZ) 등 다수의 로봇 관련 ETF가 있다. 글로벌 로봇 산업에 관심이 있다면 해외 ETF에 투자하는 것도 좋겠다. ETF에 투자할 때에는 해당 ETF가 어떠한 종목들로 포트폴리오를 구성했는지를 반드시 확인해야 한다. ETF마다 소형주, 대형주, 포트폴리오 구성 방식에 차이가 있는 만큼 자신의 투자 성향에 맞는 기업들로 구성되어 있는지 반드시 확인한 다음에 투자 여부를 결정해야 한다.
--- p.185~186

한국뿐만 아니라 글로벌 로봇 시장 전체에 대한 투자를 원한다면, 글로벌 로봇 ETF를 주목해보자. 대표적인 글로벌 로봇 ETF로는 ROBO(ROBO Global Robotics and Automation Index ETF)와 BOTZ(Global X Robotics & Artificial Intelligence ETF)가 있다. ROBO와 BOTZ는 산업용 로봇, 서비스 로봇, 자동화, 자율주행차 관련 기업을 투자 포트폴리오로 구성한다는 공통점이 있다. 하지만 투자 전략에서는 극명한 차이점이 존재한다. ROBO는 대부분의 종목에 대해 1~2% 수준의 균일한 비중으로 초분산 투자가 이루어지며, 상위 10개 기업의 비중이 18% 내외 수준으로 집중도가 낮다. BOTZ는 대형 종목 중심으로 구성되어 있으며, 상위 10개 기업의 비중이 70% 내외 수준으로 집중도가 높은 편이다. 적극적인 분산 투자를 통해 로봇 산업의 흐름에 동행하고 싶다면 ROBO를 선택하는 것이 좋을 것이다. 이와 달리 일부 대형주와 상위 핵심 기업에 집중적으로 투자하고 싶다면 BOTZ를 선택하는 것이 좋을 듯하다.

<B>로봇 산업의 흐름을 이해하고 <br/>투자에 대한 큰 그림을 그리다!</b><br/><br/>이 책은 총 5장으로 구성되어 있다. 1장 ‘변화하는 로봇 패러다임, 투자의 시간이 왔다’에서는 로봇 산업이 산업 측면에서 어떻게 변화하고 있는지, 투자의 관점에서 어떻게 접근하면 좋을지 설명한다. 수요자의 관점으로 기능, 용도, 형태에 따라 로봇을 분류하고 로봇의 활용성과 성장 가능성을 진단한다. 2장 ‘우리가 로봇 시장에 주목해야 하는 이유’에서는 노동력 부족과 인건비 상승 같은 사회 구조적인 변화에 대한 해결책으로 적극적인 로봇 활용을 제시한다. 로봇의 가격 경쟁력이 높아지고 활용도가 증가하는 현실뿐 아니라, 정부 차원의 정책적 지원과 대기업의 시장 참여까지 활발해지는 움직임을 포착한다. 3장 ‘로봇에 투자한다면 반드시 살펴봐야 할 로봇 분야’에서는 현재 유망한 로봇 분야인 협동 로봇, 물류 로봇, 로봇 부품 분야뿐 아니라 군용 로봇, 농업 로봇, 웨어러블 로봇 같은 다양한 로봇 유형과 더불어 로봇 SW 산업까지 로봇 산업의 저변이 앞으로도 점차 확대될 것으로 전망한다. 그만큼 노동력 부족 문제가 심각해지고 있는 상황에 집중해서 투자의 관점으로 접근해야 한다고 본 것이다. 4장 ‘투자 관점에서의 로봇 산업, 이것만은 꼭 체크하자’에서는 로봇 산업의 특성상 새롭게 성장하는 산업인 만큼 투자 기준을 확립하기 어렵다는 점을 들어, 가장 두각을 드러내는 분야인 ‘협동 로봇 분야’ ‘물류 로봇 분야’ ‘로봇 부품 분야’를 중심으로 소개한다. 5장 ‘각별히 주목해야 할 국내외 로봇 관련 종목들’에서는 주목해야 할 한국 기업과 해외 기업, 그리고 대표 ETF와 앞으로 상장 가능성이 있는 유망한 비상장 기업에 대해 두루 살펴본다.