로봇이라는 단어는 매우 여러 곳에서 혼용되고 있기 때문에 지금도 정의가 명확하지 않은 편이다.
여기에서는 "Robotics"로 분류되는 학문에서 사용하는 분류 및 법적 기준으로 로봇에 대해 이야기할 것이다.
따라서 구글 봇과 같은 자동화 프로그램은 로봇으로 분류하지 않으며, 실체가 있는 자동화 기기만을 로봇으로 분류한다.
1. 로봇 매니퓰레이터와 모바일 로봇
학문적으로 로봇을 분류하면 대체로 크게 로봇 매니퓰레이터와 모바일 로봇이라는 두 가지로 분류된다.
- 로봇 매니퓰레이터란, 고정된 위치에서 어떤 물체를 핸들링하면서 작업하는 부류의 로봇을 말한다. 법적으로는 3개 이상의 구동기가 붙어있는 물건만 매니퓰레이터로 분류되며, 그 이하는 일반 기계로 분류한다.
- 모바일 로봇은 움직이는 로봇을 말한다. 다리로 움직이든 바퀴로 움직이든 추진기로 움직이든 일단 이동할 수 있다면 이 분류에 속한다.
물론 움직이는 로봇에 팔을 달아서 움직이면서 물건을 핸들링하는 경우도 있다. 이러한 부류의 로봇은 양쪽 분류에 다 속한다고 볼 수 있다. 이러한 로봇들은 모바일 매니퓰레이터라는 이름으로 주로 부른다.
법적인 기준에 따라서 로봇이라 이름붙어 있지만 실제로는 로봇이 아닌 것들도 존재한다. 대표적으로 아래의 것들이 있다.
이런 것들은 로봇이 지켜야 할 법적인 안전기준 같은 것들에서 자유롭다. 로봇으로 분류되면 지켜야 할 것들과 받아야 할 인증이 엄청나게 늘어나기 때문에, 필요한 기능을 하면서도 로봇으로 분류되지 않도록 하는 설계는 머리를 잘 쓴 것이라 할 수 있다.
2. 로봇 매니퓰레이터
법적 기준으로 로봇 매니퓰레이터인 것들을 주로 다관절 로봇이라고도 한다. 구동기가 3개 이상 달려있기 때문이다. 모바일 로봇의 경우 가장 적게는 구동기 2개만으로도 로봇으로 분류되기도 하고, 보통 바퀴나 추진기를 관절이라고 부르지는 않기 때문에 일반적으로는 다관절 로봇이 아니다. 다만, 보행을 하는 경우에는 일단 다관절 로봇으로 분류한다. 다만 보행 로봇의 경우 일반적인 매니퓰레이터보다는 모바일 매니퓰레이터의 특성을 더 많이 가진다.
로봇 매니퓰레이터들이 공유하는 특성은 아래와 같다.
- 구동기가 많기 때문에 자체적인 구조가 대체로 복잡한 편이다. 때문에 로봇 자체의 상태를 분석하는 난이도가 높다.
- 대체로 짜여진 환경에서 작업하는 경우가 많기 때문에, 로봇 외부의 상태에 대해서는 비교적 신경을 덜 쓰는 편이다.
3. 모바일 로봇
바닥에 고정되지 않은 로봇은 거의 다 모바일 로봇이다. 예외적으로, 현실에서 그런 로봇을 만드는 경우가 거의 없지만 "바닥에 고정하지 않아 떠다니는 형태의 로봇 매니퓰레이터"는 모바일 로봇이라고 부르지는 않는다. 흔히 보이는 청소 로봇이나 서빙 로봇 같은 것들은 전부 이 분류에 들어간다. 스케일이 커지면 자율주행 자동차도 이 분류로 넣을 수 있고, 드론이나 로봇 물고기 등도 여기에 들어간다.
모바일 로봇들이 공유하는 특성은 아래와 같다.
- 보행형 로봇을 제외하면, 대체로 시스템의 구성이 단순하다. 대신 로봇의 내부적인 상태는 움직이는 데 도움 되는 정보가 별로 없다.
- 움직여야 하기 때문에, 어떤 환경에서 움직이는지가 굉장히 중요하다. 때문에 외부 환경을 감지하고 그 환경의 어디에 로봇이 존재하는지를 판단하는 부분이 난이도가 높다.
4. 모바일 매니퓰레이터
움직이면서 작업하는 로봇이다. 위의 팔 달린 로봇 청소기나 휴머노이드 같은 것들이 여기 들어간다. 드론이나 무인 잠수정에 팔이 달린 것도 이 분류이다. 로봇 연구를 하다 보면 다들 한번씩은 생각하게 되는 끝판왕 같은 것이다. 팔을 하다보면 바퀴든 다리든 달아서 움직이고 싶어지고, 바퀴나 다리를 하다가도 거기 팔 달아서 뭔가 해보고 싶어지는 것이 순리인 것 같다.
당연히 복잡도가 엄청나게 높고, 자체 복잡도도 높은데 환경 비정형성도 높아서 어렵다. 움직이는 것만도 어려운데, 자체적인 복잡도가 높다보니 사람이 조작하기도 어렵다. 요즘은 제대로 모델링하는 것을 포기하고 인공지능을 끼워넣어서 어떻게든 해보려는 시도가 많다.
