협동 로봇 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026-2031년)

※본 조사 보고서는 영문 PDF 형식이며, 아래는 영어를 한국어로 자동번역한 내용입니다. 보고서의 상세한 내용은 샘플을 통해 확인해 주세요.
❖본 조사 보고서의 견적의뢰 / 샘플 / 구입 / 질문 폼❖

협동 로봇 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 예측 (2026-2031)

시장 개요

Mordor Intelligence의 분석에 따르면, 협동 로봇(Collaborative Robots, Cobots) 시장은 2025년 19억 달러에서 2026년 22억 8천만 달러, 그리고 2031년에는 57억 2천만 달러 규모로 성장할 것으로 전망됩니다. 2026년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR)은 20.15%에 달할 것으로 예상되며, 아시아 태평양 지역이 가장 빠르게 성장하고 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 보입니다. 시장 집중도는 중간 수준으로 평가됩니다.

이러한 성장은 ISO/TS 15066 표준 업데이트를 통한 안전 요구사항 명확화, 세금 인센티브를 통한 투자 회수 기간 단축, 인력 부족 심화로 인한 유연 자동화의 시급성 증가 등에 힘입어 수요가 가속화되고 있습니다. 또한, 소프트웨어의 성숙과 프로그래밍 간소화는 협동 로봇의 배치 주기를 단축시키고 있으며, 페이로드 용량 증가, 창고 자동화 수요, 서비스 부문에서의 활용 사례 확대 등이 전 세계 가치 사슬 전반에 걸쳐 채택 모멘텀을 강화하고 있습니다.

시장 성장 동인

협동 로봇 시장의 성장을 견인하는 주요 동인들은 다음과 같습니다:

1. 다품종 생산에서의 비용 효율적인 재배치 (+3.20% CAGR 영향): 유럽과 북미 지역의 공장들은 이제 단일 교대 근무 내에서 협동 로봇을 여러 조립 셀에 걸쳐 재배치할 수 있어, 변경 시간을 몇 주에서 몇 시간으로 단축하고 있습니다. 이러한 민첩성은 자동차 부품 공급업체가 자동화 이점을 유지하면서 더 작고 마진이 높은 주문을 수락할 수 있도록 합니다.
2. 중소기업(SME)을 위한 플러그 앤 플레이 협동 로봇에 대한 OEM의 추진 (+4.10% CAGR 영향): 새로운 컨트롤러, 간소화된 배선, 사전 로드된 작업 라이브러리 덕분에 소규모 제조업체도 전문 통합업체 없이 협동 로봇을 설치할 수 있게 되었습니다. 유니버설 로봇의 UR-시리즈 업데이트는 사이클 시간 단축과 직관적인 핸드 가이딩이 총소유비용(TCO)을 어떻게 줄여 수천 명의 첫 사용자에게 협동 로봇 시장을 개방하는지 보여줍니다.
3. 빠른 전자상거래 물류 처리로 인한 창고 협동 로봇 수요 증가 (+5.80% CAGR 영향): 물류 기업들은 자율 이동 로봇(AMR)과 고정형 협동 로봇을 결합하여 ‘상품-대-사람(goods-to-person)’ 피킹을 수행함으로써, 계절적 수요 급증 시에도 당일 배송을 가능하게 합니다. DHL Supply Chain의 전 세계 5,000대 배치 계획은 시설에 과도한 자본 투입 없이 용량을 유연하게 조절할 수 있는 협동 로봇의 능력을 강조합니다.
4. ISO/TS 15066 업데이트를 통한 책임 문제 완화 (+2.90% CAGR 영향): 2024년 개정판은 접촉력 임계값 및 위험 평가 절차를 명확히 하여, 통합업체가 작업 셀을 더 빠르게 인증하고 보험사가 보험료를 더 정확하게 책정할 수 있도록 합니다. 제조업체들은 이제 협동 로봇을 법적 위험이 아닌 규정 준수 자산으로 인식하고 있습니다.
5. 리쇼어링 자동화에 대한 세금 인센티브 (+3.40% CAGR 영향): 미국 및 일부 EU 시장에서 리쇼어링(reshoring)을 장려하기 위한 세금 인센티브는 제조업체들이 국내 생산 시설에 협동 로봇을 도입하여 자동화 수준을 높이는 데 긍정적인 영향을 미치고 있습니다.

시장 성장 저해 요인

시장 성장을 제약하는 요인들은 다음과 같습니다:

1. 기존 PLC 아키텍처와의 통합 병목 현상 (-2.80% CAGR 영향): 기존의 PLC(Programmable Logic Controller)는 실시간 이더넷이나 안전 모션 채널이 부족한 경우가 많아, 수십 년 된 생산 라인에 협동 로봇을 추가할 때 비용이 많이 드는 컨트롤러 업그레이드를 강요합니다. 이러한 비용은 일부 자동차 공장이 전체 라인 개편 시까지 협동 로봇 도입을 연기하게 만듭니다.
2. 페이로드-속도 상충으로 인한 중작업 제한 (-1.90% CAGR 영향): 힘 제한 설계는 조인트 속도를 제한하므로, 새로운 30kg 유닛조차도 기존 산업용 로봇 팔보다 느리게 작동합니다. 고용량 스탬핑 또는 용접 작업에서는 처리량 손실이 안전 이점을 상회하여 중공업 분야의 수요를 제한합니다.
3. 파편화된 부품 생태계로 인한 중소기업(SME)의 총소유비용(TCO) 증가 (-2.10% CAGR 영향): 파편화된 부품 생태계는 중소기업의 협동 로봇 도입 및 유지보수 비용을 증가시켜 총소유비용을 높이는 요인으로 작용합니다. 이는 특히 신흥 시장에서 더욱 두드러집니다.
4. 인간-로봇 작업 셀에 대한 보험 인수 격차 (-1.5% CAGR 영향): 인간과 로봇이 함께 작업하는 환경에 대한 보험 상품 및 인수 기준이 아직 명확하게 정립되지 않아, 초기 도입 기업들이 잠재적인 책임 문제에 대한 우려를 가질 수 있습니다.

세그먼트 분석

* 페이로드별: 2025년 협동 로봇 시장의 52.40%를 5kg 미만 모델이 차지했으며, 이는 정밀도가 중요한 전자제품 및 의료기기 조립 분야에서 주로 사용됩니다. 그러나 10-20kg 페이로드 대역은 22.95%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하고 있으며, 팔레타이징, 기계 관리, 자동차 서브 어셈블리 분야에서 관심이 높아지고 있음을 시사합니다. 중급 페이로드 유닛은 더 긴 도달 거리를 통합하여 작업자가 새로운 안전 구역으로 이동할 필요 없이 라인 사이드 작업을 가능하게 합니다. 2028년 이후에는 중급 페이로드 협동 로봇 시장 규모가 경량 유닛을 능가할 것으로 예상됩니다. 5-9kg 페이로드 범위에서는 비전 및 AI 기술이 통합되어 1초 미만의 픽앤플레이스 사이클을 제공하며, 반도체 후공정 작업에 적합합니다.

* 부품별: 2025년 매출의 71.35%를 하드웨어가 차지했지만, 소프트웨어는 연간 27.15%의 성장률을 보이며 사용자들은 기계적 성능보다 지능형 기능에 더 중점을 두고 있습니다. 비전 기반 경로 계획, 로봇 군집 오케스트레이션, 예측 유지보수 모듈은 일회성 하드웨어 판매를 반복적인 라이선스 수익으로 전환하며, 공급업체의 수익 풀을 디지털 서비스로 이동시키고 있습니다. 협동 로봇은 이제 ROS 호환 API 및 클라우드 커넥터와 함께 제공되어 빠른 앱 통합을 가능하게 합니다. 컨설팅 및 라이프사이클 서비스의 성장은 중소기업이 외부 전문 지식에 의존하고 있음을 반영합니다.

* 애플리케이션별: 2025년 매출의 25.60%를 조립 분야가 차지했으며, 협동 로봇은 작업자와 함께 PCB 납땜 및 내부 트림 고정 작업을 수행합니다. 창고 팔레타이징은 전자상거래가 다품종 소량 흐름으로 전환되면서 고정 컨베이어가 처리할 수 없는 상황에 직면함에 따라 24.55%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하고 있습니다. 기계 관리 및 품질 검사 또한 카메라와 AI가 툴링 교체 없이 인라인 결함 감지를 가능하게 하면서 점유율을 높이고 있습니다. 의료 분야에서는 병원이 실험실 샘플 처리 및 약국 조제에 협동 로봇을 시범 운영하며 시장을 확장하고 있습니다.

* 최종 사용자 산업별: 2025년 협동 로봇 시장 점유율의 30.35%를 자동차 산업이 차지했지만, 점진적인 성장세는 둔화되고 있습니다. 반면, 물류 및 전자상거래는 차세대 배송 기준을 충족하기 위해 로봇 군집을 확장하면서 30.40%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하고 있습니다. 전자제품 조립, 일반 산업, 헬스케어는 주기적인 차량 생산 외에 수익을 다각화하여 시장의 회복력을 더하고 있습니다. 제약 포장업체는 레거시 산업용 로봇 팔로는 달성할 수 없는 클린룸 인증 수준을 활용하여 무균 충전 작업에 협동 로봇을 적용하고 있습니다.

* 프로그래밍 방식별: 작업자가 로봇 팔을 직접 움직여 경로를 가르치는 핸드 가이딩 방식이 코딩 없이 작업을 수행할 수 있어 지배적입니다. 리드 스루 티칭은 더 정밀한 작업을 위해 간단한 드래그 앤 드롭 웨이포인트를 제공합니다. 오프라인 시뮬레이션은 라인 배치 전에 사이클 시간 최적화를 추구하는 자동차 및 항공우주 사용자들에게 매력적입니다. 증강 현실(AR) 오버레이 기술의 발전은 기술자들이 태블릿에서 도달 범위 연구 및 충돌 영역을 시각화할 수 있게 하여 시운전 기간을 단축합니다. 음성 안내 지침은 초기 단계에 있으며, 중소기업 고객 기반을 더욱 확대할 것으로 기대됩니다.

지역 분석

* 아시아 태평양: 2025년 매출의 40.55%를 차지하며, 중국의 14차 5개년 계획에 따른 1조 위안 규모의 로봇 산업 육성 정책과 일본의 AI, IoT, 차세대 자동화를 융합하는 Society 5.0 로드맵에 힘입어 성장을 주도하고 있습니다. 한국의 제4차 지능형 로봇 기본계획은 국내 중소기업의 협동 로봇 솔루션 채택을 지원하여 국내 공급망을 강화하고 있습니다.

* 북미: 두 번째로 큰 시장으로, 미국의 리쇼어링 인센티브와 기록적인 인력 부족이 시장을 활성화하고 있습니다. CHIPS Act의 보조금을 받는 반도체 공장은 웨이퍼 로딩을 위해 듀얼 암 협동 로봇을 통합하여 운송 오염 위험을 줄이고 있습니다. 캐나다 자동차 부품 공급업체는 다이캐스팅 부품 마감에 중급 페이로드 유닛을 채택하고 있으며, 멕시코 마킬라도라 공장은 임금 인상과 수출 경쟁력 균형을 위해 협동 로봇을 배치하고 있습니다.

* 유럽: 독일의 인더스트리 4.0 선도 프로젝트를 중심으로 견고한 채택률을 보이고 있습니다. Horizon Europe 보조금은 인간-기계 인터페이스 연구에 자금을 지원하여 덴마크와 이탈리아에서 AI 모션 계획 스택을 구축하는 스타트업을 육성하고 있습니다. 프랑스 항공우주 공장은 탄소 섬유 트리밍에 협동 로봇을 선택하며, 중량 감소 및 인체공학적 이점을 강조합니다. 에너지 비용 상승은 공장들이 협동 로봇이 펜스형 로봇에 비해 바닥 공간을 절약하는 더 효율적인 레이아웃으로 전환하도록 유도하고 있습니다.

경쟁 환경

유니버설 로봇(Universal Robots), 화낙(FANUC), ABB, 쿠카(KUKA)는 광범위한 포트폴리오와 글로벌 서비스 네트워크를 통해 시장의 핵심을 형성하고 있습니다. 이들은 강력한 입지를 유지하고 있지만, 두산로보틱스(Doosan Robotics), 테크맨 로봇(Techman Robot), AUBO 로보틱스(AUBO Robotics)와 같은 신흥 공급업체들은 팔레타이징, 비전 기반 검사, 비용에 민감한 신흥 시장에 특화하여 점유율을 잠식하고 있습니다. 제품 로드맵은 순수한 도달 거리보다는 더 높은 페이로드, IP 등급, 소프트웨어 생태계에 중점을 두고 있습니다.

전략적 파트너십이 증가하고 있습니다. 화낙은 방폭형 패키지를 위해 도장 부스 OEM과 협력하고 있으며, ABB와 마이크로소프트는 엣지에서 비전 데이터를 처리하는 AI 플랫폼을 공동 개발하고 있습니다. 유니버설 로봇은 타사 그리퍼 및 카메라가 플러그 앤 플레이 인증을 받을 수 있는 UR+ 마켓플레이스를 운영하여 통합 마찰을 줄이고 협동 로봇 시장을 확장하고 있습니다. 하모닉 드라이브(Harmonic Drive) 및 셰플러(Schaeffler)와 같은 부품 공급업체는 규정 준수를 희생하지 않고 성능을 향상시키는 고토크 액추에이터에 투자하고 있습니다.

가격은 물량 증가에도 불구하고 안정적으로 유지되고 있으며, 이는 공급업체가 소프트웨어 라이선스 및 지원 서비스를 번들로 제공하기 때문입니다. 통합업체는 수직별 템플릿을 통해 차별화를 꾀합니다. 예를 들어, 창고 통합업체는 피킹 정확도를 보장하는 반면, 의료 통합업체는 살균 워크플로우에 중점을 둡니다. 소규모 업체들이 글로벌 지원 기반을 구축하기 위한 자본을 모색함에 따라 산업 통합이 예상되지만, 개방형 인터페이스는 현재로서는 다중 공급업체 환경을 유지하고 있습니다.

주요 시장 참여자:
* Universal Robots AS
* Fanuc Corp.
* TechMan Robot Inc.
* AUBO Robotics USA
* ABB Ltd.

최근 산업 동향

* 2025년 6월: 폭스콘(Foxconn)은 엔비디아(Nvidia) 서버 생산을 위해 휴스턴 신규 공장에 휴머노이드 로봇을 배치할 것이라고 발표했으며, 2026년 1분기 가동을 목표로 하고 있습니다.
* 2025년 5월: DHL 그룹은 보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics)와 추가 1,000대의 로봇 도입에 대한 양해각서(MOU)를 체결하여, 기존 7,500대 규모의 로봇 군집을 확장했습니다.
* 2025년 4월: Collaborative Robotics는 시리즈 B 펀딩에서 1억 달러를 유치하여 2년 내 총 1억 4천만 달러의 자금을 확보했습니다.
* 2025년 1월: 야스카와 전기(Yaskawa Electric)는 반도체 시장의 부진으로 2024 회계연도 영업 이익이 12% 감소한 580억 엔을 기록했다고 보고했습니다.

이 보고서는 인간과 안전하게 협력하도록 설계된 협동 로봇(코봇) 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 코봇은 통합 센서, 수동 준수, 과전류 감지 등 안전 기능을 갖추고 있어 외부 힘이 과도할 경우 로봇의 움직임을 멈추는 특징이 있습니다. 본 보고서는 시장의 정의, 범위, 연구 방법론을 포함하며, 시장 환경, 규모 및 성장 예측, 경쟁 구도, 미래 전망 등을 심층적으로 다룹니다.

협동 로봇 시장은 2026년 22억 8천만 달러 규모에서 2031년까지 57억 2천만 달러에 이를 것으로 전망되며, 상당한 성장세를 보일 것으로 예상됩니다. 특히 10-20kg 페이로드(가반하중)를 가진 코봇은 무거운 조립 및 팔레타이징 작업 자동화 수요 증가에 힘입어 연평균 22.95%의 가장 빠른 성장률을 기록할 것으로 분석됩니다.

시장 성장을 견인하는 주요 요인으로는 여러 가지가 있습니다. 유럽에서는 다품종 생산 환경에서 비용 효율적인 재배치 가능성이 부각되고 있으며, 북미에서는 중소기업을 위한 플러그 앤 플레이 방식의 코봇에 대한 OEM의 추진이 활발합니다. 아시아 지역에서는 급증하는 전자상거래 물류 처리 수요가 창고 코봇 도입을 가속화하고 있습니다. 예를 들어, DHL은 여러 물류 거점에 5,000대의 코봇을 배치하며 유연한 배치, 안전한 인간 상호작용, 신속한 확장성 등 코봇의 장점을 활용하고 있습니다. 또한, 전 세계적으로 ISO/TS 15066 표준 업데이트를 통해 안전 기준이 명확해지고 책임 문제가 완화되면서 코봇 도입에 대한 보험사 및 규제 기관의 지원이 확대되고 있습니다. 미국에서는 리쇼어링 자동화에 대한 세금 인센티브도 시장 성장에 긍정적인 영향을 미치고 있습니다.

반면, 시장 성장을 저해하는 요인들도 존재합니다. 기존 PLC(Programmable Logic Controller) 아키텍처와의 통합 병목 현상, 페이로드와 속도 간의 상충 관계로 인한 고중량 작업 제한, 파편화된 부품 생태계로 인한 중소기업의 총 소유 비용(TCO) 증가, 그리고 인간-로봇 작업 셀에 대한 보험 인수 격차 등이 주요 제약 요인으로 꼽힙니다.

본 보고서는 시장을 다양한 기준으로 세분화하여 분석합니다. 페이로드(5kg 미만, 5-9kg, 10-20kg, 20kg 초과), 구성 요소(하드웨어, 소프트웨어, 서비스), 애플리케이션(자재 취급, 픽 앤 플레이스, 조립, 팔레타이징 및 디팔레타이징, 용접 및 납땜, 품질 테스트 및 검사, 포장 등), 최종 사용자 산업(자동차, 전자 및 반도체, 일반 제조, 식음료, 화학 및 제약, 물류 및 전자상거래, 헬스케어 및 생명 과학, 금속 및 기계 가공 등), 프로그래밍 방식(핸드 가이딩/직접 티칭, 리드-스루 티칭, 오프라인 프로그래밍 및 시뮬레이션), 그리고 지역(북미, 유럽, 아시아 태평양, 남미, 중동, 아프리카) 등으로 상세하게 구분하여 시장 규모와 성장 예측을 제공합니다.

경쟁 환경 분석에서는 Universal Robots, FANUC Corp., ABB Ltd., KUKA AG, Yaskawa Electric Corp., Doosan Robotics Inc. 등 주요 시장 참여자들의 시장 집중도, 전략적 움직임, 시장 점유율 및 기업 프로필을 다룹니다. 보고서는 또한 시장 기회와 미래 전망에 대한 심층적인 평가를 통해 미개척 영역과 충족되지 않은 요구 사항을 식별합니다.


Chart

Chart

1. 서론

  • 1.1 연구 가정 및 시장 정의
  • 1.2 연구 범위

2. 연구 방법론

3. 요약

4. 시장 환경

  • 4.1 시장 개요
  • 4.2 시장 동인
    • 4.2.1 고혼합 생산에서의 비용 효율적인 재배치 (유럽)
    • 4.2.2 중소기업을 위한 플러그 앤 플레이 협동 로봇에 대한 OEM 추진 (북미)
    • 4.2.3 빠른 전자상거래 이행이 창고 협동 로봇을 견인 (아시아)
    • 4.2.4 ISO/TS 15066 업데이트로 책임 문제 완화 (글로벌)
    • 4.2.5 자동화 국내 복귀를 위한 세금 인센티브 (미국)
  • 4.3 시장 제약
    • 4.3.1 기존 PLC 아키텍처와의 통합 병목 현상
    • 4.3.2 페이로드-속도 상충으로 인한 고중량 작업 제한
    • 4.3.3 파편화된 부품 생태계가 중소기업의 총 소유 비용(TCO)을 증가시킴
    • 4.3.4 인간-로봇 작업 셀에 대한 보험 인수 격차
  • 4.4 가치 / 공급망 분석
  • 4.5 규제 및 기술 전망
  • 4.6 포터의 5가지 경쟁 요인
    • 4.6.1 공급업체의 협상력
    • 4.6.2 구매자의 협상력
    • 4.6.3 신규 진입자의 위협
    • 4.6.4 경쟁 강도
    • 4.6.5 대체 제품의 위협
  • 4.7 가격 분석

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)

  • 5.1 페이로드별
    • 5.1.1 5kg 미만
    • 5.1.2 5 – 9kg
    • 5.1.3 10 – 20kg
    • 5.1.4 20kg 초과
  • 5.2 구성 요소별
    • 5.2.1 하드웨어
    • 5.2.2 소프트웨어
    • 5.2.3 서비스
      • 5.2.3.1 컨설팅 및 통합
      • 5.2.3.2 유지보수 및 교육
  • 5.3 애플리케이션별
    • 5.3.1 자재 취급
    • 5.3.2 픽 앤 플레이스
    • 5.3.3 조립
    • 5.3.4 팔레타이징 및 디팔레타이징
    • 5.3.5 용접 및 납땜
    • 5.3.6 품질 테스트 및 검사
    • 5.3.7 포장
    • 5.3.8 기타 애플리케이션
  • 5.4 최종 사용자 산업별
    • 5.4.1 자동차
    • 5.4.2 전자 및 반도체
    • 5.4.3 일반 제조
    • 5.4.4 식음료
    • 5.4.5 화학 및 제약
    • 5.4.6 물류 및 전자상거래
    • 5.4.7 의료 및 생명 과학
    • 5.4.8 금속 및 기계 가공
    • 5.4.9 기타 산업
  • 5.5 프로그래밍 방식별 (정성적)
    • 5.5.1 핸드 가이딩 / 직접 티칭
    • 5.5.2 리드 스루 티칭
    • 5.5.3 오프라인 프로그래밍 및 시뮬레이션
  • 5.6 지역별
    • 5.6.1 북미
      • 5.6.1.1 미국
      • 5.6.1.2 캐나다
      • 5.6.1.3 멕시코
    • 5.6.2 유럽
      • 5.6.2.1 독일
      • 5.6.2.2 영국
      • 5.6.2.3 프랑스
      • 5.6.2.4 이탈리아
      • 5.6.2.5 북유럽
    • 5.6.3 아시아 태평양
      • 5.6.3.1 중국
      • 5.6.3.2 일본
      • 5.6.3.3 인도
      • 5.6.3.4 대한민국
      • 5.6.3.5 호주 및 뉴질랜드
    • 5.6.4 남미
      • 5.6.4.1 브라질
      • 5.6.4.2 아르헨티나
    • 5.6.5 중동
      • 5.6.5.1 아랍에미리트
      • 5.6.5.2 사우디아라비아
      • 5.6.5.3 튀르키예
    • 5.6.6 아프리카
      • 5.6.6.1 남아프리카 공화국
      • 5.6.6.2 기타 아프리카

6. 경쟁 환경

  • 6.1 시장 집중도
  • 6.2 전략적 움직임
  • 6.3 시장 점유율 분석
  • 6.4 기업 프로필
    • 6.4.1 Universal Robots AS
    • 6.4.2 FANUC Corp.
    • 6.4.3 ABB Ltd.
    • 6.4.4 KUKA AG
    • 6.4.5 Yaskawa Electric Corp.
    • 6.4.6 Techman Robot Inc.
    • 6.4.7 Doosan Robotics Inc.
    • 6.4.8 AUBO Robotics
    • 6.4.9 Kawasaki Heavy Industries Ltd.
    • 6.4.10 Omron Corporation
    • 6.4.11 Epson Robots
    • 6.4.12 Precise Automation Inc.
    • 6.4.13 Stäubli International AG
    • 6.4.14 Hanwha Robotics
    • 6.4.15 Denso Wave Inc.
    • 6.4.16 Comau SpA
    • 6.4.17 Hyundai Robotics
    • 6.4.18 Festo SE and Co. KG
  • *목록은 완전하지 않음

7. 시장 기회 및 미래 전망

❖본 조사 보고서에 관한 문의는 여기로 연락주세요.❖
H&I글로벌리서치 글로벌 시장조사 보고서 판매
***** 참고 정보 *****
협동 로봇은 인간 작업자와 물리적으로 근접한 공간에서 안전하게 상호작용하며 작업을 수행할 수 있도록 설계된 로봇을 의미합니다. 기존의 산업용 로봇이 높은 속도와 정밀성을 위해 안전 펜스 내에서 독립적으로 작동했던 것과 달리, 협동 로봇은 인간과의 협업을 최우선 가치로 두어 생산 현장의 유연성과 효율성을 극대화합니다. 이는 ISO 10218-1/2 및 ISO/TS 15066과 같은 국제 안전 표준에 따라 사람과의 충돌 시 즉시 정지하거나, 힘과 토크를 제한하여 부상을 방지하는 등의 안전 기능을 내장하고 있기 때문입니다. 또한, 직관적인 프로그래밍 방식과 쉬운 설치로 인해 중소기업에서도 도입 부담이 적다는 장점을 가집니다.

협동 로봇의 유형은 주로 인간과의 협업 방식에 따라 분류될 수 있습니다. 첫째, 안전 정지 감시 방식은 로봇이 인간 작업자의 접근을 감지하면 안전하게 정지하고, 작업자가 멀어지면 다시 작업을 재개하는 방식입니다. 둘째, 수동 조작 방식은 작업자가 로봇 팔을 직접 잡고 움직여 경로를 가르치거나 작업을 수행하게 하는 방식으로, 복잡한 작업을 직관적으로 프로그래밍할 수 있게 합니다. 셋째, 속도 및 분리 감시 방식은 로봇과 인간 작업자 간의 거리에 따라 로봇의 속도를 조절하여 안전 거리를 유지하는 방식입니다. 넷째, 동력 및 힘 제한 방식은 로봇이 인간과 접촉했을 때 발생하는 힘이나 토크를 안전 한도 내로 제한하여 부상을 방지하는 방식으로, 현재 가장 보편적으로 사용되는 협동 로봇의 핵심 기능입니다. 이 외에도 이동형 로봇 플랫폼에 협동 로봇 팔이 결합된 모바일 협동 로봇 등 다양한 형태가 개발되고 있습니다.

협동 로봇은 다양한 산업 분야에서 폭넓게 활용되고 있습니다. 제조업에서는 조립, 픽앤플레이스, 머신 텐딩(공작기계 조작), 품질 검사, 포장, 팔레타이징 등 반복적이고 정밀한 작업에 주로 투입됩니다. 특히, 인간의 섬세한 판단이나 유연성이 필요한 작업과 로봇의 정밀하고 반복적인 작업을 결합하여 생산성을 높이는 데 기여합니다. 물류 분야에서는 분류, 적재, 하역 작업에 활용되어 작업자의 육체적 부담을 줄이고 효율을 증대시킵니다. 의료 및 헬스케어 분야에서는 실험실 자동화, 재활 보조, 수술 보조(연구 단계) 등 정밀하고 위생적인 환경이 요구되는 작업에 적용 가능성이 모색되고 있습니다. 또한, 서비스 산업에서는 바리스타 로봇, 서빙 로봇 등 인간과 직접 소통하며 서비스를 제공하는 형태로도 점차 확장되고 있습니다.

협동 로봇의 성능과 활용도를 높이는 데에는 여러 관련 기술들이 필수적입니다. 첫째, 정교한 힘/토크 센서와 비전 시스템(2D/3D 카메라)은 로봇이 주변 환경과 인간 작업자를 인식하고 안전하게 상호작용하며 작업을 수행할 수 있도록 돕습니다. 둘째, 인공지능(AI) 및 머신러닝 기술은 로봇이 작업 환경 변화에 적응하고, 새로운 작업을 학습하며, 예측 유지보수를 수행하는 등 자율성을 강화하는 데 기여합니다. 셋째, 인간-로봇 상호작용(HRI) 기술은 직관적인 사용자 인터페이스, 음성 인식, 제스처 제어 등을 통해 로봇의 프로그래밍 및 조작을 용이하게 합니다. 넷째, 안전 제어 시스템은 비상 정지, 안전 속도 감시 등 로봇의 안전한 작동을 보장하는 핵심 기술입니다. 마지막으로, 다양한 종류의 그리퍼 및 엔드 이펙터는 로봇이 여러 형태의 물체를 다루고 다양한 작업을 수행할 수 있도록 유연성을 제공합니다.

협동 로봇 시장은 전 세계적으로 빠르게 성장하고 있으며, 그 배경에는 여러 요인이 있습니다. 첫째, 고령화로 인한 노동력 부족과 인건비 상승은 기업들이 생산성 향상을 위해 로봇 자동화를 도입하게 하는 주요 동력입니다. 둘째, 스마트 팩토리 구축 및 유연 생산 시스템에 대한 수요 증가로 인해 협동 로봇의 유연성과 쉬운 재배치 기능이 각광받고 있습니다. 셋째, 기존 산업용 로봇 대비 낮은 총 소유 비용(TCO)과 빠른 투자 회수 기간은 중소기업의 도입 장벽을 낮추고 있습니다. 유니버설 로봇, FANUC, ABB, KUKA 등 글로벌 기업들과 두산로보틱스, 한화로보틱스, 현대로보틱스 등 국내 기업들이 시장을 선도하며 경쟁하고 있습니다. 그러나 여전히 높은 초기 투자 비용, 숙련된 통합 전문가 부족, 그리고 안전 규제 및 표준화에 대한 지속적인 논의는 시장 성장의 과제로 남아있습니다.

미래에는 협동 로봇이 더욱 지능화되고 인간과의 협업이 더욱 자연스러워질 것으로 전망됩니다. 인공지능 기술의 발전과 함께 협동 로봇은 인간의 의도를 더욱 정확하게 파악하고, 비정형적인 환경에서도 스스로 판단하여 작업을 수행하는 능력을 갖추게 될 것입니다. 또한, 더욱 직관적인 인간-로봇 인터페이스를 통해 음성, 제스처, 심지어 시선 추적만으로도 로봇을 제어하고 소통하는 것이 가능해질 것입니다. 이동형 협동 로봇의 확산은 로봇의 작업 반경을 넓히고, 물류, 서비스, 건설 등 다양한 산업 분야에서 새로운 활용 가능성을 열어줄 것입니다. 궁극적으로는 인간과 로봇이 각자의 강점을 활용하여 실시간으로 작업을 분담하고, 서로에게 학습하며 시너지를 창출하는 진정한 의미의 인간-로봇 팀워크 시대가 도래할 것으로 기대됩니다. 이 과정에서 로봇으로 인한 일자리 변화, 윤리적 문제, 그리고 사회적 수용성 증진을 위한 노력이 병행되어야 할 것입니다.