소식

메리 셸리가 1818년 『프랑켄슈타인』을 썼을 당시, 오늘날 인류는 4차 산업혁명에 대해 거의 상상조차 하지 못했습니다. 19세기 산업혁명은 경제 활동, 성별과 권력 관계, 그리고 사회 계층을 근본적으로 변화시켰습니다. 우리는 더 빠르고 안전하게 제품을 생산할 수 있었을 뿐만 아니라, 더 적은 노력으로 생산할 수 있게 되었습니다. 공장에 기계, 화학 반응, 그리고 새로운 동력원이 도입되면서 오늘날의 디지털 기술과 인터넷만큼이나 우리 삶은 여러 면에서 편리해졌습니다.

90년대 인터넷이 붐을 이루었을 때, 우리는 2000년까지 모든 SF 영화가 현실이 될 것이라고 확신했습니다. 화상 통화, 청소 로봇, 전자상거래가 보편화되었지만, 우리는 여전히 인더스트리 4.0 기술을 구현하고 개발하고 있습니다. 사물 인터넷은 많은 기업들이 디지털 혁신 전략에 포함시켜 시설, 공장, 데이터 센터, 매장 등을 종합적으로 모니터링하고 관리하려는 최근 트렌드 중 하나입니다.

사물인터넷과 로봇공학이 만나면 무슨 일이 일어날까?

일반적으로 사물 인터넷은 하드웨어, 센서/액추에이터, 인프라(미들웨어, 클라우드, 비즈니스 프로세스, 빅데이터), 네트워크/인터넷, 그리고 소프트웨어의 조합으로 정의될 수 있습니다. 지난 10년 동안 전 세계 대기업들은 IoT 기술을 활용하여 예방적이고 선제적인 모니터링 및 제조를 위한 전사적 운영 가시성을 확보해 왔습니다. 예를 들어 IDC는 2025년까지 전 세계적으로 557억 대의 커넥티드 기기가 존재할 것으로 예상합니다.

최근 블로그에서 설명했듯이, 고대 그리스부터 우리는 위험하고 반복적인 작업을 기계에 아웃소싱하려고 노력해 왔으며, 20세기 이후로는 로봇 개발에 성공해 왔습니다. 같은 블로그에서 로봇 내부의 자원 확보 경쟁과 설계자와 개발자가 처리 능력을 신중하게 선택해야 하는 이유에 대해 설명했습니다. ( 여기에서 이 주제에 대한 글을 계속 읽을 수 있습니다 .)

현재 많은 로봇 프로젝트에는 인공지능, 딥러닝, 패턴 인식 기술이 포함됩니다. 즉, 로봇은 방대한 양의 데이터를 수집, 관리, 그리고 이를 기반으로 작동합니다. 하지만 제한된 리소스로 인해 주요 로봇 인프라 내에서는 대부분의 처리가 불가능하기 때문에, 많은 새로운 로봇 프로젝트는 원격 브레인 아키텍처를 활용합니다. 다시 말해, 주요 로봇 브레인은 데이터 센터나 랙 내부의 서버에 호스팅되는 반면, 로봇 본체에는 데이터 수집 및 실행을 위한 소형 프로세서가 탑재됩니다.

이러한 데이터 집약적인 로봇 애플리케이션은 하드웨어 측면에서 고유한 과제에 직면합니다. 아래에서 가장 일반적인 과제 중 일부를 살펴보겠습니다.

호환성

로봇 사물 인터넷(IoT)은 기업이 하드웨어, 소프트웨어, 네트워크, 인프라, 센서/액추에이터 등 최소 5개 계층을 동시에 활용하도록 요구합니다. 하지만 이러한 모든 기술이 서로 연동되도록 개발된 것은 아니며, 많은 공급업체는 여러 통신 프로토콜이나 프로그래밍 언어와 호환되는 브랜드 독립적인 장비를 갖추고 있지 않습니다.

사실, 이미 공장 자동화를 진행하고 있다면 통신 프로토콜의 악몽을 잘 알고 계실 것입니다. 센서와 액추에이터를 PLC에 연결하고, 나중에는 서버에 연결하는 것은 비용과 리소스가 많이 소요되는 작업입니다. 다행히 업계에서는 하드웨어 OEM이 여러 통신 프로토콜을 변환하고 호환되는 장비를 생산할 수 있도록 브랜드에 구애받지 않는 표준을 개발하고 있습니다. 자세한 내용은 이 블로그에서 읽어보세요 .

또한, 로봇 애플리케이션에서 5G와 인터넷을 모두 활용한다면 추가 모듈의 호환성을 고려해야 할 것입니다. 일부 하드웨어 OEM은 공장에서 PCIe 및 LTE 모듈을 통합하여 향후 설치 및 운영에 따른 어려움을 겪지 않도록 지원해 줄 수 있습니다.

특수 운영 체제

로봇 애플리케이션에는 특수 운영 체제가 필요합니다. 현재 가장 최신이고 성공적인 OS는 ROS입니다. 이 OS는 완벽하게 사용자 정의가 가능하며 원격 처리 및 병렬 프로그래밍을 지원하고 알고리즘, 라이브러리, API 관리 기능을 포함합니다. 이러한 기능들이 원격 두뇌 로봇의 기반입니다. 이러한 유형의 로봇은 일반적으로 여러 프로그래밍 모듈과 언어를 동시에 사용하므로 엔지니어 팀이 함께 작업할 가능성이 높습니다. 또한, 데이터 처리 중에 라이브러리를 원격으로 저장해야 합니다.

ROS는 OS를 처리할 수 있는 승인된 하드웨어 목록을 제공할 수 없으므로, 요구 사항을 평가하고, 맞춤형 솔루션을 제공하고, ROS가 원활하게 실행되는지 테스트할 수 있는 하드웨어 OEM을 찾아야 합니다. 이 블로그에서 ROS에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다 .

견고하고 강력한 팬리스 서버

로봇의 원격 두뇌는 특정 요구 사항을 수반합니다. 첫째, 로봇 서버의 프로세서는 대량의 데이터를 처리해야 합니다. 따라서 개발자는 최신의 최첨단 프로세서를 정기적으로 사용해야 합니다. 하지만 구성 요소의 과도한 크기에는 주의해야 합니다. 처리 능력을 정확하게 평가할 수 있는 하드웨어 OEM과 협력해야 합니다.

내구성이 뛰어난 서버는 MTBF(평균 고장 간격)를 줄이기 위해 가동 부품을 최소화합니다. 따라서 유지 보수 및 수리 비용을 절감할 수 있는 훌륭한 투자가 될 팬리스 서버를 선택할 가능성이 높습니다. 이러한 특징은 솔리드 스테이트 하드 드라이브와 견고한 케이블 커넥터와 함께 사용되어야 합니다.

둘째, 서버가 데이터 센터의 통제된 환경 내에 호스팅되지 않을 경우, 랙이 습기, 물, 먼지에 대한 적절한 침투 방지 기능을 제공하는지 평가해야 합니다. 엣지 컴퓨팅 랙을 활용하는 경우, 선택하는 서버가 생산 현장이나 외부의 혹독한 환경을 견딜 수 있는지 하드웨어 OEM에 문의해야 합니다.

보안

기기를 네트워크에 연결하면 잠재적인 보안 위협에 노출될 수 있습니다. 사물인터넷(IoT)을 신중하게 구현하면 보안 우려보다 이점이 더 클 것입니다. 이를 위해서는 하드웨어와 네트워크 보호 계층에 특히 주의를 기울여야 합니다.

원격 브레인 로봇은 분산 인프라로 간주됩니다. 즉, 보안 데이터 센터 환경 외부에 하드웨어가 설치되어 무단 접근 및 변조에 취약하다는 것을 의미합니다. 일반적인 하드웨어 보안 위협과 이를 방지하는 방법에 대한 자세한 내용은 다음에서 확인할 수 있습니다. 이 블로그를 참고하세요. 요약하자면, 하드웨어 내에서 활용되지 않은 보안 기능을 찾아내고, 필요에 따라 보안 하드웨어를 추가하기 위해 OEM과 협의해야 합니다.

네트워크 계층 보호와 관련하여, 서버가 데이터 센터에 격리되어 있더라도 인터넷 연결에는 해커가 민감한 정보에 접근하여 비즈니스를 파괴할 수 있는 백도어가 있을 수 있습니다. 이 경우 업계 모범 사례를 준수하고 소프트웨어보다 더 강력한 하드웨어 인증 장치를 활용해야 합니다.

계속 읽기 사이버 보안 블로그 시리즈 하드웨어 수준부터 시작하여 애플리케이션을 보호하는 방법에 대해 자세히 알아보세요.

엣지 및 클라우드 컴퓨팅

오늘날의 비즈니스 관행과 프로세스는 많은 기업이 어떤 형태로든 클라우드 컴퓨팅과 엣지 컴퓨팅을 도입하도록 강요해 왔습니다. 로봇 사물 인터넷(IoT)은 일반적으로 이 두 가지를 활용하여 사용자 경험을 개선하고, 효율성을 높이며, 로봇의 복잡성을 관리합니다.

결과적으로, 생산 현장이나 애플리케이션에 더 가까운 곳에 서버 랙을 설치하여 지연 시간을 줄이고 로봇의 두뇌와 신체 간의 응답 시간을 향상시킬 수 있습니다. 이는 특히 자율 이동 로봇(AMR)이나 자동 유도 차량(AGV)을 사용하는 창고나 광산에서 유용합니다. 하지만 보안 조치를 취하고 열악한 환경 조건을 고려해야 합니다.

보시다시피, 원격 두뇌 로봇은 기계가 딥러닝이나 인공지능과 같은 복잡한 동작을 수행할 수 있도록 함으로써 애플리케이션에 혁명을 일으키고 있습니다. 이러한 로봇은 사물 인터넷(IoT) 덕분에 가능합니다. 이러한 로봇은 특정 하드웨어 요구 사항으로 인해 새로운 문제를 야기할 수 있지만, 숙련된 OEM과 협력한다면 로봇 애플리케이션이 현재와 미래에도 원활하게 실행될 수 있음을 보장할 수 있습니다.

로봇 응용 분야에 대해 더 자세히 알아보려면 로봇 블로그 시리즈를 읽어보세요.