●로봇 산업 밸류체인
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• 로봇은 크게 제조용 로봇과 서비스용 로봇으로 구분되며, 제조용 로봇에는 전통 산업용 로봇, 협동로봇, AMR로 구분되며, 서비스용 로봇에는 서빙로봇, 협동로봇, 자율주행 배송로봇, 의료용 로봇, 개인용 로봇/웨어러블 로봇으로 구분됨
<국내 로봇 업체 리스트 정리>
• 협동로봇 – 두산로보틱스, 레인보우로보틱스, 로보티즈, 뉴로메카, 유일로보틱스, 휴림로봇, HD현대로보틱스(비상장), 한화로보틱스(비상장), LPK로보틱스(비상장), 나우로보틱스(비상장)
• AMR – 티로보틱스, 로보스타, 트위니(비상장), 시스콘로보틱스(비상장), 러셀, 모비어스(비상장), 나우로보틱스(비상장), 힐스로보틱스(비상장)
• 서빙로봇 – 로보티즈, 베어로보틱스(비상장), 에브리봇
• 자율주행 배송로봇 – 로보티즈, 뉴빌리티(비상장), 폴라리스3D(비상장), 트위니(비상장), 코가로보틱스(비상장)
• 의료용 로봇 – 큐렉소, 고영, 미래컴퍼니, 로봇앤드디자인(비상장)
• 개인용 로봇/웨어러블 로봇 – 엔젤로보틱스, 로보로보, 로보케어(비상장)
• 협동로봇은 센서, 액츄에이터 등 주요 부품들을 조합하고 SW를 맞춤형으로 어떻게 조합하냐에 따라 원가와 ASP가 결정됨. 협동로봇 완제품 업체들이 액츄에이터는 어느 정도 내재화가 가능하지만 센서는 갈수록 고도화되면서 단가가 높아지는 트렌드에 있음
• 협동로봇에 탑재되는 센서는 자동차, 기계 장비 등에 사용됐던 대형 센서를 소형화해서 사용함에 따라 일본과 독일 등 기존 센서 업체들의 시장 점유율이 매우 높은게 특징
• 협동로봇의 작업부는 다양한 End Effector가 탑재됨과 동시에 여러ㅠ 센서 또한 필요함. 센서에서 원천 기술을 가지고 있는 업체들이 협동로봇 완제품 업체들과 협업하여 기술을 고도화 해나가는 트렌드 속에 오토모티브 및 자율주행의 센서 업체들이 넘어오고 있는 트렌드에 있음
<로봇 센서 기술의 트렌드>
1. 멀티 모달 센싱: 생성형 AI의 멀티 모달 트렌드와 함께 센서도 멀티 모달 트레드로 감. 하나의 센서가 다양한 데이터를 수집하거나 여러 센서를 통합하여 다양한 유형의 정보를 제공함. 촉각, 시각, 힘-토크, 온도 등 여러 종류의 데이터를 통합하여 로봇의 이해도를 높이는 트렌드
2. 센서 퓨전: 자율주행처럼 여러 센서 데이터를 통합하여 풍부한 정보를 생성. 카메라 + 라이다 + IMU(관성 측정 장치) 융합으로 정밀한 환경 인식
3. 고해상도 및 고정밀 센서: 카메라 센서의 고해상도화와 고해상도 라이다 센서를 활용하여 3D 지도 생성 및 정밀한 자율주행 가능
4. 스마트 센서: 센서 자체에 데이터 처리 및 분석 기능을 통합. AI 칩셋 내장으로 로컬에서 데이터 처리 가능(엣지 컴퓨팅)
5. 촉각 센서의 발전: 센서 배열의 픽셀 밀도를 높여 고해상도 데이터를 출력. 촉각 데이터와 비전 데이터를 융합하여 더 정교한 작업 수행. 소프트 로보틱스에 적합한 유연한 재료 사용
6. 초소형화 및 저전력 기술: 센서를 더 작고 가볍게 만들어 로봇의 이동성과 효율성을 향상시킴. MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 기반 센서가 소형 로봇과 웨어러블 로봇에 채택됨
<국내 대표적인 로봇 센서 비즈니스 기업>
• 카메라 센서 – 넥스트칩, 씨메스, 라온피플
• 라이다 센서 – 에스오에스랩, 페펄앤드푹스(비상장)
• 레이더 센서 – 스마트레이더시스템, 에이딘로보틱스(비상장)
• 힘 토크 센서 – 에이딘로보틱스(비상장), 로보터스(비상장)
• 모션 센서 – 아진엑스텍, 알에스오토메이션, 코닉오토메이션
• 협동로봇이 직접적으로 움직이는 부위에는 사람의 관절과 같은 역할을 하는 액츄에이터가 탑재됨. 액츄에이터는 감속기, 모터, 엔코더 등의 핵심 부품을 하나의 모듈로 통합하여 공급함
• 액츄에이터는 통상적으로 협동로봇의 구동부라 불리고, 전체 원가에서 약 80%의 비중을 차지하며, 그 중에서도 정밀감속기의 원가 비중이 40%로 가장 높음
• 정밀감속기의 원가가 높은 이유는 수명이 핵심으로 고가의 합금을 사용하는 점과 일본의 하모닉 드라이버 시스템즈 업체가 독점적으로 공급하면서 가격 협상력이 높았던 이유. 2018년 하모닉 드라이브의 감속기 특허가 공개되며 여러 후발 주자들이 등장하고 있으며 특히 중국 업체들의 성장이 빠름
• 최근에는 하모닉 감속기 이외에 사이클로이드 감속기, 유성감속기 등 다양한 정밀감속기 제품군이 탑재되고 있음
• 휴머노이드 로봇의 하드웨어의 원가 구성을 보면, 액츄에이터가 70%를 차지하고, 덱스트러스(Dexterous)가 15% 정도, 센서와 SoC가 15% 정도를 대략 차지함
• 휴머노이드 로봇의 액츄에이터는 Rotary 액츄에이터와 Linear 액츄에이터로 구분. Rotary 액츄에이터는 어깨, 고관절 등 회전운동을 필요로 하는 부위에 사용되고, Linear 액츄에이터는 무릎 등 직선운동만 필요한 부위에 사용됨
• Rotary 액츄에이터에는 회전 운동 에너지 변환 및 제어를 위한 하모닉 드라이브 등 정밀감속기가 더 많이 탑재되기 때문에 원가 비중은 Rotary 액츄에이터가 60%, Linear 액츄에이터가 40% 정도
• 휴머노이드의 덱스트러스는 로봇의 손과 팔이 인간과 유사한 정교함과 민첩성을 가지고 다양한 작업을 수행할 수 있는 능력을 의미함. 인간 손처럼 개별 손가락을 독립적으로 움직이고 복잡한 작업(물건 잡기, 조립 작업, 필기 등)을 수행해야함
• 휴머노이드는 고도의 자유도(Degrees of Freedom, DOF)를 가지고 섬세하고 다양한 움직임을 해야함. 인간의 손은 20개 이상의 자유도를 가지며, 고급 휴머노이드 로봇은 이를 모방하려고 노력함. 자유도가 높게 요구될수록 손가락 마디를 구현하는데 필요한 소형 모터 및 기어가 많이 필요함
• 휴머노이드에서 더욱 중요해지는 센서 기술에는 힘 토크 센서가 있음. 힘 토크 센서는 특정 물체를 쥘 때 효과적인 압력을 가할 수 있는 힘 센서와 일정한 범위 안에서 효과적으로 회전과 비트는 동작을 할 수 있는 토크 센서를 결합한 것
<국내 대표적인 로봇 액츄에이터 및 SW 비즈니스 기업>
• 정밀감속기 – 에스피지, 에스비비테크, 로보티즈
• 모터 – 케이엔알시스템, 로보티즈, 하이젠알앤엠, 삼익THK
• 엔코더 – 알에스오토메이션, 코닉오토메이션
• SW – 클로봇, 씨메스, 넥스트칩
• SoC - 넥스트칩
<휴머노이드 기술 개발 트렌드>
• 현재 글로벌 휴머노이드 시장은 미국과 중국의 양강 체제가 더욱 공고해지고 있음
• 범미국 휴머노이드 업체에는 테슬라, 보스턴 다이나믹스, Figure AI, IX Technologies, Agility Robotics, Sanctuary AI 등이 있고, 중국 휴머노이드 업체에는 UBITEC, AGIBOT, Fourier Intelligence, kpier, Unitree Robotics, 샤오미 등이 있음
• 휴머노이드를 개발하는 1차 목표는 제조업에서 노동자들을 대체하는 것이고 장기적으로는 가정용 혹은 방산용을 목표로 하고 있음
• 즉, 휴머노이드는 생성형 AI와 결합하여 국가 전략 자산이 됨과 동시에 업체들은 수익화를 위해 대량양산을 가능하게 해야함
• 휴머노이드 기술 개발의 트렌드 1번은 원가절감, 2번은 기술 고도화에 있는 이유. 수익화를 위해서는 기술 고도화가 필요하며 그럼에도 원가절감을 동시에 이뤄내야 하는 것
• 국내 로봇 업체들은 휴머노이드 기술력이 부족하지만 협동로봇 분야에서는 강점이 있어 기술 고도화가 더욱 필요함. 하지만 글로벌 경쟁력을 높이기에는 한계가 있음
• 결국, 기술 고도화와 원가절감을 통해 해외 진출을 동시에 꾀하게 될텐데 이를 달성하거나 도와줄 수 있는 업체가 장기적으로 유망할 것. 센서 국산화와 SW와 HW를 커스텀화 해주는 업체