Robotics (로봇공학)

현재 우리의 삶에 있어서 로봇은 매우 중요한 역할을 담당하고 있다.  소형 식당에서는 종업원을 구하기가 무척 힘이 들어소형 로봇을 사용 했을 경우 경비도 절감되고 또 인간적인 관계로 인한 걱정, 염려, 근심(출근하지 않고 때로는 직원들과 동료들과의 갈등 관계로 인한 감정 갈등) 등의 감정 소모로부터 해방되었다는 기사를 읽은 적이 있다.  자동차 페인트도 로봇이 칠하고, 큰 대형 슈퍼마케도 소형 로봇이 청소하고, 위험한 부담을 않고 일을 해야 하는 많은 부분이 현재는 로봇이 감당하고 있다.  로봇은 생산성을 향상해 주며, 인간의 노동을 감소시켜 주고, 의료나 서비스 산업에 있어서도 중요한 역할을 담당하고 있다.  과거에는 의사들이 7-10 시간 체력을 소진해 가면서 하던 수술도 이제는 로봇이 하고 있다고 한다.  로봇공학 (Robotics) 은 기계공학, 전자공학, 컴퓨터공학, AI 등의 기술과 결합하여 인간의 삶을 더욱 편리하고 안전하게 하기 위하여 자동화, 정밀화, 지능화를 통해 인간의 다양한 삶을 향상하는데 그 목표를 두고 있다.  

로봇의 기본 구성요소로는 센서, 구동장치, 제어 시스템, 소프트웨어 등이 있다.

 

1.  로봇공학의 주요 연구 분야로는 

1) 산업용 로봇

2) 자율 이동 로봇

3) 의료 로봇

4)  휴머노이드 로봇

5) 소프트로봇

6) 우주탐사로봇

등이 있다.

 

 2. 로봇 연구가 중요한 이유

 

2-1 인간의 한계를 극복하는데 도움을 준다.

1)  위험한 작업대체 - 재난 구조시, 방사성 방출 시, 우주탐사, 바다 심해 탐사등 사람이 접근하기 어려운 환경에서 로봇이 대신 작업을 수행할 수 있다.  예를 들면 원전사고 시 투입되는 방사능 탐지 로봇등이 있다.

2) 정확성과 효율성 향상 - 로봇은 인간이 하기 어려운 초정밀 작업을 수행 할 수 있다.  예를 들면 요즘은 로봇이 수술을 한다 (다빈치 수술)

3) 체력적 한계 보완 - 반복적이고 힘든 일을 로봇이 한다.  자동차 페인팅, 큰 마켓의 청소, 물류창고에서 무거운 물건 운반등으로 예를 들면 아마존 물료 창고 운반 로봇을 들 수 있다. 

 

2-2  생산성과 경제 성장에 기여하는데 도움을 준다

1) 인건비 감소 - 자동화로 산업 혁신을 가져 올 뿐만 아니라 생산성을 향상할 수 있다 (테슬라의 자동차 생산 로봇이나 아마존 물류 로봇을 그 예로 들 수 있다) 

2) 새로운 산업화로 경제를 활성화 - 로봇공학이 발전하면 새로운 일자리를 창출할수 있다.  예를 들면 자율주행차나 드론배송, 서비스 로봇등이다.

3)  고령화 시대에 노동력 부족을  해결 - 현재 한국, 미국, 유럽등 여러 나라에서 노동력 부족의 시대에 살고 있다.  로봇이 고령화 사회에서 노동력을 대체할 수 있다.  일본에서는 간호로봇, 호텔 프런트, 호텔  포터 등 많은 분야에서 소형 로봇을 사용하고 있다.

 

2-3  의료, 복지 혁신에 도움을 준다

1) 정밀수술 및 치료지원 - 수술로봇이 정교한 수술 수행, 원격의료 가능 (다빈치 수술로봇이 의사의 손 떨림 없이 정밀하게 수술 진행)

2) 재활및 장애인 보조 - 로봇 의족 재활, 의수등이 장애인의 삶과 질을 향상

3) 고령화 돌봄 및 감성 케어 로봇 - 사회적 고립을 해결하고 정서적인 안정 제공, 감성 로봇으로 반려 보봇 파로와 페퍼 등을 들 수 있다.

 

2-4 군사 재난 구조에 결정적인 역할

1) 군사 및 국방 정찰, 폭발물 제거, 드론 공격, 군사 작전 수행 (예 : 보스턴 나이 내 믹스의 Spot 로봇, DARPA 군사사 로봇 개발)

2) 재난 구조 및 복구 지원 - 건물이 붕괴되었다든지 홍수, 산불, 재난 현장에서 재난 구조 및 복구 지원 (예 MIT Cheetah 로봇이 재난 지역 탐사해서 피해 지역 지도 제작을 해서 도움을 준다)

 

2-5   우주탐사 -  화성탐사로봇 - NASA의 퍼서비어런스(Perseverance)와 같은 화성 탐사로봇, 국제우주정거장 (ISS) 로봇등을 그 예로 들 수 있다.  화성탐사로봇 퍼서비어런스는 2020년 7월 30일에 발사되어서 화성에 있는 고대 생명체의 흔적을 탐색하고 화성의 지질을 연구, 그 샘플을 채취할 뿐만 아니라 암석과 통양, 기온, 대기 성분, 바람등을 측정하여 2030 년대 모든 자료들을 지구로 돌아올 계획이다.  국제우주정거장인 로봇은 우주비행사를 보조하거나 외부작업을 수행하는 다양한 로봇으로 사용되고 있다.  우주로봇의 중요성은 인간이 직접  갈 수 없는 화성, 달,  우주 등을 탐사 수행하는 역할을 한다.

수술로봇

 

여기에 나오는 일부 내용은 Chatgpt 의 도움을 받았음을 알려 드립니다.