Robot  History

 

로봇의 기술   로봇 세대 : James G. Keramas

The Big Picture - A Short History of Robotics and Thinking Machines

Robots and AI 역사 : From The Computer Museum History Center.

Robot Timeline : 로봇을 중심으로한 인간과 공학에 관한 픽션의 역사

Walking Machine Catalogue : by Karsten Berns 독일의 FZI research center. Walking Machine 의 역사 에서는 1893년부터 두발로 걷는 기계의 역사 서술

로봇이라는 단어는 1921년에 체코의 극작가  Karel Capek 의 연극 R.U.R(Rossum's Universal Robots) 에서 소개되었고, 체코의 단어로부터 유래된 로바타(robota) 는 "노예"라는 의미를 가지고 있다. 이 소설은 로봇을 제조하기 위해 원형질과 유사한 화학적 물질을 개발한  Rossum 이라는 뛰어난 과학자와 그의 아들에 관한 이야기이다. 그들의 계획은 인간을 위해 로봇들이 유순하게 순종하며 모든 육체적인 노동을 하도록 하는 것이었다. 그러나 그들이 로봇을 향상시키면서 불필요한 부품들을 모두 제거한 후에 완성한 것은 통제가 되지 않고 인간에게 피해를 주는 로봇을 만들었다는 것이다.

 

비록 Capek 가 로봇이라는 단어를 소개했다 할지라도 로보틱스라는 용어는 1942년 3월에 첫 출판된 "Runaround" 라는 Isaac Asimov 의 공상과학 소설에서 새로 만들어졌다. 여기서 그는 로봇이 부정적인 면만 가지고 있는 것이 아니라 인간을 돕기 위한 긍정적인 측면도 함께 가지고 있다고 묘사했다. Asimov 는 그의 소설에서 다음과 같은 로봇 특성의 기본적인 3가지 법칙을 설정했다.

1. 로봇은 인간을 다치게 해서는 안 되고, 게으름으로 인하여 인간에게 해가 되어 돌아와서도 안 된다.

2. 첫 번째 법칙과 상충되는 명령을 제외하고는 로봇은 인간에 의해 주어진 명령에 복종해야 한다.

3. 로봇은 첫째 법칙과 둘째 법칙에 상충되지 않는 한도 내에서 그 자신의 존재를 보호할 수 있다.

 

광의의 개념에서 Capek 의 로봇이라는 용어는 전자적, 기계적 도구에 의해서 또는 작업자에 의해서 직접적으로 조작되는 머니퓰레이터를 의미한다. 더욱 일반적인 개념에서의 산업용 로봇은 다음과 같이 ISO(International Standards Organization) 규정에 의해 기술된다.

 

몇 개의 자유도를 가지며, 도구, 작업물 및 검사장치 등을 설치할 수 있는 손목을 몇 개의 팔들로 구성된 기구부의 끝에 설치한 형상을 하고 있는 메커니즘으로 구성된 기계장치이다. 특히 그것의 제어장치를 사용해야 하며, 외부 환경과 상황에 적절히 대처할 수 있는 센싱장치 및 적응장치를 사용하여야 한다. 이러한 다목적 기계들은 일반적으로 반복적인 작업을 수행하기 위해서, 그리고 새로운 작업에 적절히 대처할 수 있도록 고안되었다.

 

Miller(1987) 에 따르면 로봇들은 1960년대 초반에 산업분야에 소개되었다. 초기에 로봇은 한 시간의 작동비용이 대략 4달러 정도로 사람의 한 시간 동안 일하는 비용보다 적었으며, 일의 완성도도 높았다. 그리고 대략적인 로봇의 수명은 8년 정도였으며 평균적으로 대략 25,000달러에 팔렸다.

기원적으로 로봇들은 독성이 강하거나 방사능을 함유한 물질을 다루는 작업, 용광로에 고온의 재료들을 집어넣거나 꺼내는 작업 또는 고온의 재료를 가공하는 작업 등과 같은 인간에게 유해한 작업환경에서 사용되었다. 경험적으로 보면, 4D(dull, dirty, dangerous, difficult) 와 4H(hot, heavy, hazardous, humble) 작업에 로봇이 주로 사용되었다.

 

1970년에 약 200대의 로봇이 미국의 제조공장에서 사용되었다. 이때 약 10년 동안 로봇에게 할당된 작업은 주로 위험하고, 격렬하고, 반복적인 것이었고, 간단한 단일 입력명령에 응답하는 로봇이 필요하였다. 제어와 피드백 기술을 기본기술로 하는 지능은 낮지만 힘이 좋은 로봇이 요구되었다.

1970년대 동안 생산력의 감소와 노동비의 증가로 인하여 상당한 양의 로봇을 사용하기 시작하였다. 많은 제어기술의 발달로 로봇의 기능성과 유연성이 이 시기에 향상되었으며, 처음으로 로봇이 자동차 산업에 도입되었다. 이 10년 동안에 자동차 산업은 로봇 기술을 성장시키고 보편화시키는 데 가장 큰 공헌을 하였다. 그리고 로봇들의 평균가격은 약 45,000달러로 증가하였으며, 수명은 대략 8년 정도이며, 시간당 작업비용은 약 5달러로 증가했다. 그리고 이 시기의 자동차 산업에서 평균 노동비용은 산업용 로봇의 작업비용의 2배였다.

 

 1980년에는 미국에 약 4000대의 로봇들과 전세계적으로는 26,000대의 로봇들이 사용되었다. 1980년대 중반에 미국의 산업용 로봇의 수는 17,000대였다. 이 시기의 로봇의 평균가격은 약 60,000달러였고, 수명은 15년으로 증가했으며, 시간당 작업비용은 5.50달러였다. 이에 반하여 노동비용은 시간당 14.50달러로 점점 올랐다.

 

1997년 후반에는 RIA의 평가에 의하면 약 84,000대의 로봇이 미국 공장에서 사용되었고, 미국은 일본에 이어 세계 2번째의 로봇 사용국이 되었다. NASA의 로봇 프로그램 경영자인 Dave Lavery에 따르면 오늘날 전세계적으로 약 650,000대의 로봇이 사용되고 있다고 한다. 그리고 평균가격은 약 72,000달러이고 수명은 17년 이상이고, 자동차 산업에서의 시간당 평균임금인 24.00달러와 비교할 때 로봇의 시간당 작업비용은 7.00달러 정도였다.

 

지난 과거 10여년 이상, 제한된 분야에 로봇을 적용하였기 때문에 소위 "자동화의 고립"이라는 결과를 초래했다. 컴퓨터-통합 생산 시스템 (CIM) 및 유연 생산 시스템 (FMS) 과 같은 자동화 개념의 발전으로 인해 사용자들은 로봇과 기계들의 적절한 통합화를 통해서만 가장 잘된 자동화를 얻을 수 있다는 것을 배우게 되었고, 이것이 바로 작업셀(workcell)이다. 로봇에 관한 지식을 위해 필요로 하는 이런 통합화는 오늘날 자동화된 제조공정에 매우 중요한 개념 중에 하나이다.

 

로봇들은 작업과 봉사를 제공해야 하는 어떠한 산업에서도 사용될 수 있고, 힘든 일이나 지구력이 필요한 많은 작업에 쉽게 채택되어 사용될 수 있다.

생산력 증가, 생산비용 감소, 품질개선과 같은 사항들이 로봇의 발전에 공헌을 해왔고, 계속적으로 로봇을 질적인 면과 양적인 면에서 발전시킬 것이다.

 

생산 라인에서의 작업을 수행하기 위해 로봇을 선택하는 데는 2가지 큰 이유가 있다. (1) 노동비용 줄이기 위해서, 그리고 (2) 위험하고, 불쾌하고, 지루한 반복적인 작업을 수행하기 위해서이다.

컴퓨터를 이용한 제어기술이 적용된 로봇이 1970년대 초반에 상업화되었으며, 1974년에 처음으로 소형 컴퓨터로 제어되는 로봇이 출현하였다.

 

기계로서 로봇의 주된 목적은 동작을 제어하는 것이다. 만약 로봇이 움직이지 않는다면 로봇이 아니다. 모든 로봇적인 설계는 원하는 작업의 수행을 위해서 정밀하고 지능화된 로봇의 운동을 제어하는 것에 초점이 있다. 비록 현재 로봇의 주된 사용이 자동차 제조공정에 머무른다 할지라도, 다양한 응용분야에서의 로봇의 사용은 증가하고 있다.