2025년 1월에 15개 기술 주제에 대한 미국 R&D 정보를 공유합니다.

오늘은 두번째 주제로 '지능형 로봇'의 미국 R&D 연구 프로젝트를 분석합니다

미국 R&D 전 기간 데이터 중에서 2010년 이후에 지능형 로봇(Intelligent Robots) 분야에서 이루어진 R&D 연구건수는 총 2,007건으로 나타났습니다.

<그림> 미국의 연도별 지능형 로봇(Intelligent Robots) R&D 투자연구 건수

(2010 이후)

2010년~2013년의 연구 비용은 연평균 약 $20~30M 수준이었으나 2015년에는 $65M으로 급증했습니다. 이는 대규모 연구 프로젝트나 자금 지원 정책 변화의 결과로 해석될 수 있습니다. 2016년~2022년에는 연구 비용이 꾸준히 증가하여 2022년에는 $121M 수준까지 상승했습니다. 2024년은 $23M로 감소했으나, 이는 아직 최종 데이터 수집이 마무리 되지 않았기 때문입니다.

프로젝트의 지원 연구기간을 보면, 가장 많은 기간이 3~5년(35.3%)이었으며, 다음 1년 이하(22.8%), 2~3년(20.8%), 1~2년(14.8%) 등의 순으로 나타났습니다. 

<그림> 연구 기간별 분포 

미국의 지능형 로봇(Intelligent Robots) R&D 연구프로젝트의 기간별 분포와 총 지원금액 및 평균 지원금액은 아래 표와 같습니다.

<표> 연구기간별 분포 및 연구 투자 금액 (단위: 달러)

Title과 Abstract의 내용을 바탕으로 Topic Modeling을 수행한 결과 아래의 5가지 주요 주제가 파악되었습니다.

미국 R&D의 지능형 로봇(Intelligent Robots)에 대한  주제별 주요 키워드에 대한 워드클라우딩 시각화 결과는 아래와 같습니다.

<그림> 주제별 워드클라우드 시각화 도표

연도별로 각 연구주제의 추세를 파악한 결과, 주제2인 ‘데이터분석 및 신기술’을 제외하고는 모두 2016년~2022년까지 증가하는 것으로 나타났습니다.

<그림> 연도별 주제의 연구 건수 추세

위의 연구 주제 중에서 ‘인간-로봇 상호작용 프로젝트’에 대한 한국 R&D의 연구 상황을 바탕으로 한 연구 방향을 도출하였습니다.

그 기준은 다음과 같이 설정하였습니다.

위의 과정을 통해 ‘인간-로봇 상호작용 프로젝트’에 대한 한국 R&D에 적합한 주제 방향을 도출하면 다음과 같습니다.

총 5개의 연구 주제가 제안되었습니다. 

구체적으로 각 연구 주제의 필요성과 연구방향, 그리고 실제 미국 R&D가 이루어진 10건의 프로젝트를 세부화하면 아래와 같습니다.

1) 사회적 로봇(Social Robots)의 상호작용 기술
- 설명: 사람들과 상호작용할 수 있는 로봇 개발은 AI, 감성 인식, 자연어 처리 기술을 요구합니다.
- 필요성: 한국은 고령화 사회로 접어들고 있으며, 고령자 돌봄 로봇이나 정신적 지원 로봇의 수요가 증가하고 있습니다.
- 연구 방향:
 ▸자연어 이해 및 감정 분석을 통한 인간 친화적 대화 기술.
 ▸사회적 행동 모델링 및 정서적 피드백 시스템 개발.
 ▸다양한 문화적, 언어적 특성을 반영한 인터페이스 설계.

‘사회적 로봇(Social Robots)의 상호작용 기술’을 연구한 미국 R&D 프로젝트 10개를 추려보았습니다. 다음과 같습니다.  

- 설명: 인간과 로봇의 상호작용에서 윤리적 문제와 사회적 수용성을 다룰 필요가 있습니다.
- 필요성: 로봇 사용이 증가함에 따라 개인정보 보호, 의사결정의 투명성, 책임 소재 등의 이슈가 대두되고 있습니다.
- 연구 방향:
 ▸로봇의 윤리적 프로그래밍 기준 개발.
 ▸인간-로봇 관계의 사회적, 문화적 영향 분석.
 ▸로봇 배치 시나리오에 따른 사회적 수용성 연구.

‘로봇 윤리 및 사회적 수용성 연구’를 수행한 미국 R&D 프로젝트 10개를 추려보았습니다. 다음과 같습니다.

- 설명: 제조, 의료, 건설 분야에서 정밀 작업이 요구되는 환경에서 인간과 로봇의 협업은 매우 중요합니다.
- 필요성: 한국은 제조업 및 의료 기술 강국이므로, 인간-로봇 협업을 통한 생산성 및 효율성 개선이 필요합니다.
- 연구 방향:
 ▸실시간 위험 탐지 및 대응 기술 개발.
 ▸인간의 움직임을 예측하는 로봇 동작 제어 알고리즘.
 ▸정밀도 높은 물리적 상호작용을 위한 촉각 및 힘 센서 개발.

‘정밀 작업을 위한 인간-로봇 협업 시스템’을 연구한 미국 R&D 프로젝트 10개를 추려보았습니다. 다음과 같습니다.

- 설명: 인간과의 상호작용에서 로봇의 상황 인식 및 학습 능력은 핵심 요소입니다.
- 필요성: 빠르게 변하는 환경에 적응 가능한 로봇 설계가 필요합니다.
- 연구 방향:
 ▸딥러닝 및 강화학습을 활용한 로봇의 자기 학습 시스템.
 ▸인간의 의도를 추론하는 인지 모델 개발.
 ▸시각, 청각, 촉각 데이터를 통합한 다중 감각 인식 시스템.

‘로봇의 인지 및 학습 능력 강화’를 연구한 미국 R&D 프로젝트 10개를 추려보았습니다. 다음과 같습니다.

- 설명: 특정 작업에 최적화된 로봇이 필요합니다(예: 재난 구조, 우주 탐사).
- 필요성: 현재 한국에서 특수 목적 로봇에 대한 R&D 투자는 제한적입니다.
- 연구 방향:
 ▸극한 환경(재난 현장, 심해, 우주 등)에서 작동 가능한 로봇 설계.
 ▸자율성 및 내구성을 극대화한 하드웨어 개발.
 ▸원격 조작 및 혼합 자율 기술 연구.

‘특수 목적 로봇 개발’을 연구한 미국 R&D 프로젝트 10개를 추려보았습니다. 다음과 같습니다.

이상으로 지능형 로봇의 미국 R&D 연구에 대한 분석과 한국 연구의 시사점을 데이터 기반으로 살펴보았습니다.

다음 3편의 연구 토픽은 '디지털 전환(Digital Transformation)입니다. 

많은 관심 바랍니다.

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