차세대 산업 주도할 로봇 관절...산업 현장 '새동력' 부상

로봇 관절 산업에 대한 주목도가 커지고 있다. 자동화의 핵심인 로봇 산업이 성장하며 이를 뒷받침하는 로봇 관절 산업도 성장하는 모양새다. 로봇 관절이 로봇의 성능을 향상하는 역할을 하기 때문이다. 특히 산업용 로봇의 경우 로봇 관절을 통해 다양한 움직임을 수행할 수 있다. 시장 조사 기관 포춘 비즈니스 인사이트에 따르면 전 세계 산업용 로봇 시장 규모는 2032년까지 연평균 14.2% 성장해 555억달러가 될 전망이다.

로봇 관절, 다양한 분야에 활용되는 로봇에 적용

로봇 관절 산업은 로봇을 움직이게 하는 관절 부품과 기술을 개발·생산·공급하는 산업이다. 다관절 로봇을 중심으로 발전하며 자동화·제조·물류 등 다양한 분야에 활용된다. 다관절 로봇의 관절은 로봇의 유연성과 움직임의 다양성을 결정하는 역할을 한다. 이는 로봇의 정확도와 속도 등을 향상시켜 해당 로봇이 적용되는 산업의 효율성 향상에 기여한다.

실제로 제조·서비스·의료 등 다양한 분야에서 사용되는 로봇에는 로봇 관절이 활용되고 있다. 자동차·전자·화학·철강·식품 등의 산업에서 활용되는 다관절 로봇의 경우 모터를 사용해 회전운동을 하는 3개 이상의 관절들이 조합된 로봇이다. 각 산업에서 해당 로봇의 중요성이 커지며 로봇 관절의 발전 방안에 대한 연구도 활발해지고 있다.

순천대학교 정보통신공학부 문용선 교수는 다수 모터를 활용한 로봇 관절 구조 설계 논문을 통해 “드라이버 모듈의 일체화를 통해서 각각의 로봇 관절이 자체적으로 하나의 모듈형 구조가 될 수 있도록 함으로써 추가적인 관절 구성의 자유도를 높였다”며 “로봇 관절을 활용한 응용분야나 로봇 매니퓰레이터 개발에 있어서 사용목적 및 운용환경에 따라 그에 적합한 성능의 로봇을 구성하는 등의 활용성이 높을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

공정 자동화 수요 확대 등으로 로봇 관절 시장 성장

로봇 산업의 성장과 함께 로봇 관절 시장의 규모도 커지고 있다. 시장 조사 업체 글로벌인포메이션에 따르면 다관절 로봇 시장 규모는 2030년까지 연평균 19.59% 성장해 999억4,000만달러가 될 전망이다. 공정 자동화 수요가 확대·IoT와 로봇 공학의 결합·협동 로봇 시장 성장 등으로 로봇 시장 규모가 커져 로봇 관절의 성장을 견인한 것으로 풀이된다.

KIET 산업연구원 박상수 연구위원은 “제조 현장에서는 생산성 향상과 품질 일관성 유지를 위해 제조용 로봇의 도입이 꾸준히 증가하고 있다”며 “인공지능과 로봇 기술의 결합으로 더욱 복잡하고 정교한 작업 수행과 자율적 의사결정이 가능해지면서 제조 현장뿐 아니라 물류, 접객, 농업 등 다양한 서비스 영역으로 로봇의 활용 범위가 확대되고 있다”고 강조했다.

시장 조상 업체 H&I글로벌리서치는 다관절 로봇 시장과 관련해 “공장 자동화의 새로운 트렌드는 시장 성장을 이끄는 주요 요인 중 하나”라며 “조립 라인의 운영 효율성에 대한 필요성이 증가함에 따라 시장 성장에 활력을 불어넣고 있다”고 분석했다.

로봇 관절 시장 경쟁 치열…현대모비스, ‘액추에이터’ 개발

전 세계 로봇 관절 시장의 경쟁도 치열한 상황이다. 다관절 구조를 가져 로봇 관절이 필수적인 협동 로봇 분야에서는 덴마크의 유니버설 로봇이 50%의 점유율을 차지하고 있다. 여기에 휴먼텍과 뉴로메카 등도 해당 시장에 참여하고 있다. 의료 로봇 분야에서는 큐렉소가 인공관절 수술 로봇 ‘티솔루션 원’을 개발했다. 두산로보틱스·현대로보틱스·레인보우로보틱스 등은 로봇 관절 기술을 개발 중이다.

이에 더해 현대모비스도 최근 로봇 관절 산업에 뛰어들었다. 현대모비스는 현대자동차그룹의 로보틱스 전문 기업 보스턴다이내믹스의 휴머노이드 ‘아틀라스’의 상용화에 맞춰 근육 역할을 하는 ‘액추에이터’ 개발에 나설 계획이다.

하나증권 최재호 연구원은 올해 3월 보고서를 통해 “액추에이터 제조 기업은 필수 부품 공급자 위치에서 가격 협상력 우위를 점할 수 있고 생산 공정을 고려할 때 단기적으로 가장 먼저 성과가 나타나는 분야”라고 예측했다.

한국, 세계 로봇 밀도 순위 1위…로봇 관절 산업 성장 전망

향후 한국의 로봇 관절 시장도 주목 대상이다. 로봇 관절 시장의 성장을 견인하는 로봇 시장에서 한국은 그 토대가 마련된 상황이다. 국제로봇연맹에 따르면 2023년 기준 한국은 직원 1만명당 로봇 1,012대를 사용한다. 같은 기간 470대의 중국과 770대의 싱가포르를 넘어선 전 세계 로봇 밀도 순위 1위 국가다.

한국 로봇 관절 산업도 성장세를 보이고 있다. ‘2022년 로봇산업 실태조사’ 보고서에 따르면 2022년 제조로봇의 기계구조별 출하액은 다관절 로봇이 8,781억원으로 가장 컸다.

로봇 시장의 기반이 마련되고 관련 산업의 성장세가 이어지는 한국에서 로봇 관절 산업의 역할이 주목되는 시점이다.