산업용 로봇의 진화: 고대의 자동화에서 현대의 경이로움까지

로봇 아이디어는 수세기 전부터 시작되었습니다:

인간을 돕거나 대신 일하는 자동 장치의 아이디어는 역사적 이야기 속에 오래전부터 존재했습니다. 예를 들어 자동으로 열리는 문 같은 개념들입니다.

9세기경 수백 개의 보존된 텍스트와 아이디어가 모여 "독창적 메커니즘의 과학"이라는 책이 만들어졌습니다. 이 책과 르네상스 시대가 결합되어 다빈치 등 많은 과학자와 발명가들이 최초의 오토마타(자동으로 움직이는 물체)를 상상하여 창조했습니다. 대부분은 즐거움과 웃음을 위한 것(여성 음악가 등)이었지만, 점차 과거의 과제들을 현실로 구현하기 시작했습니다.

이후 1921년 프라하에서 초연된 "로섬의 유니버설 로봇(R.U.R.)"이라는 연극으로 로봇은 부정적 뉘앙스를 갖게 되었습니다. 연극에서 로봇은 인간의 일을 돕다가 반란을 일으켜 주인을 살해하고 지구상의 모든 생명을 파괴합니다. R.U.R.은 1960년대를 배경으로 하는데, 실제로 산업용 로봇이 처음 등장한 시기입니다. 이후 공상과학 작가 아이작 아시모프가 오늘날까지 사용되는 로봇의 기본 법칙을 만들었습니다.

산업 자동화의 도입:

산업 혁명으로 넘어가면, 생산 수요 증가와 그에 따른 자동화 동기가 생겨났습니다.

수치 제어(NC) 기계 발명, 컴퓨터 보급(1950년대), 집적 회로(1970년대) 등이 최초의 단순 산업용 로봇 개발을 가능하게 했습니다.

초기 로봇은 무겁고 위험하며 단조로운 작업에서 인간을 대체할 수 있었지만, 외부 센싱 기능이 없었고 픽앤플레이스 같은 단순 작업에만 사용되었습니다.

이후 개발자들은 더 복잡한 모션, 외부 센서, 용접, 연마, 디버링, 조립 등 다양한 애플리케이션을 추가할 수 있게 되었습니다. 이후 산업용 로봇은 비용 절감, 생산성 향상, 품질 개선, 위험 유해 작업 대체에 기여해 왔습니다.

산업용 로봇의 탄생:

로봇 공학의 아버지라 불리는 조지 찰스 데볼이 1954년 최초의 산업용 로봇 '유니메이트(Unimate)'를 발명했습니다. 몇 년 후 데볼과 기업가 조셉 F. 엥겔버거가 파티에서 만나 의기투합하여 유니메이션(Unimation)사가 탄생했습니다.

산업용 로봇을 어떻게 정의할까요? 자동 제어되는 기계 장치로, 다양한 애플리케이션 수행을 위해 프로그래밍 가능하고, 넓은 작업 공간, 여러 자유도, 다양한 툴링을 장착할 수 있는 암을 가진 재프로그래밍 가능 장치입니다.

첫 프로토타입 유니메이트는 1961년 GM 공장에 다이캐스팅 핸들링과 스팟 용접용으로 설치되었습니다. 제작비 65,000달러였으나 18,000달러에 판매되었습니다. 이후 GM이 66대 더 설치했고 포드도 관심을 보였습니다. 자동차 업계의 관심과 투자로 산업용 로봇의 미래는 밝았습니다.

현대 산업용 로봇 암은 1960~70년대 전 세계적으로 계속 진화했습니다. 전 세계 기업들의 경쟁이 산업용 로봇 수요를 높였고, 이는 추가 연구와 기술 개발을 촉진했습니다. 마이크로프로세서 개발 등으로 강력하면서도 비용 효율적인 제어 시스템이 만들어졌습니다.

1963년 장애인 보조를 위한 6관절 '란초 암(Rancho Arm)'이 개발되었습니다. 1968년 마빈 민스키가 설계한 촉수 암이 이어졌으며, 사람을 들어 올릴 수 있고 12개 관절을 가졌습니다.

1967년 기업 니즈에 맞춘 특정 로봇 개발 첫 성공 사례가 나왔습니다. 이 회사는 스프레이 페인팅 애플리케이션용 로봇을 개발했고, 나중에 ABB가 되었습니다. 대기업들이 자체 산업용 로봇을 개발하기 시작한 한 예일 뿐입니다.

산업용 로봇 개발은 빠르게 진화하여 1969년 스탠포드 암(Stanford Arm)이 상용 암 생산으로 이어졌습니다. 스탠포드 암은 최초의 전자 구동, 컴퓨터 제어 암 중 하나였습니다. 1974년에는 모델 T 워터 펌프를 조립할 정도의 정교함에 도달했습니다.

스탠포드 암에 이어 1974년 실버 암(Silver Arm)이 나왔습니다. MIT 데이비드 실버가 터치/압력 센서와 마이크로컴퓨터로 정밀 조립을 위해 만들었습니다. 같은 해 스탠포드 암 발명가 빅터 샤인만이 Vicarm Inc.를 설립해 산업용 로봇 암 제조를 시작했습니다. 샤인만은 유니메이션을 위한 PUMA(조립용 프로그래머블 유니버설 매니퓰레이터) 개발에 기여했습니다.

1970년대 중반에는 산업용 로봇이 붐을 이루며 연 30% 성장률이 예상되었습니다. 산업용 로봇 산업이 본격적으로 도약하여 뒤돌아보지 않았습니다.

1980년대 자동차 회사들이 로봇 기업에 막대한 투자를 쏟아부었습니다. 열정과 자금이 항상 이해와 일치한 것은 아니었습니다. GM은 1980년대 신기술에 400억 달러 이상을 썼으나 이해 부족으로 값비싼 로봇 실패를 겪었습니다. 1988년 햄트램크 미시간 공장에서 로봇들이 창문을 부수고 서로 페인트칠하는 소동이 벌어졌습니다. 조기 로봇 도입이 재정 불안정을 초래했습니다.

최근에야 로봇 산업이 1980년대 중반 매출 수준을 회복했습니다. 미국 로봇 시장은 일본과 유럽 기업들이 회사를 인수하면서 사라졌습니다.

2010년 지속적인 혁신과 개선으로 수요가 크게 가속화되었습니다. 2014년까지 전 세계 로봇 판매가 29% 증가했습니다.

지구가 산업용 로봇의 놀라운 이점을 더 인식하게 되면서 로봇 세계의 일원이 된 것은 흥미진진한 일입니다.

*역사적 로봇 사실은 온라인 출처에서 인용.

*2010년 이후 추가 통계는 여기에서 확인 가능.