로봇 만드려면 뭐 공부해야해요? - 로봇공학자가 되기 위한 필수학습

 

로봇공학 분야의 기구설계를 해오면서, 간혹 "로봇 분야로 가려면 어떤 공부해야 해요?" 라는 질문을 받은 적이 있습니다.

질문하는 사람의 수준을 모르고, 정확히 어떤 것을 하고싶은지 모르는 상태에서, 

정말 대답하기 난해한 질문이더군요..

 

하지만 로봇에 대한 관심이 점점 사라지는 요즈음, 로봇을 공부하고 싶다는 생각을 한다는 것 자체가 환영할만한 일인 것 같습니다. 

그리고 앞으로 국내에도 로봇공학자가 더욱 많아져야 이 무서운 인공지능 세상에서 살아남을 수 있을 것 같기도 해요.

 

 

 

그래서 오늘의 이야기는, 로봇 개발을 하기 위해 어떤 것을 배워야 하는지, 매우 러프하게(?) 적어보려 합니다.

 

 

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1. 로봇 개발을 위한 필수 학문

로봇 하나를 개발하기 위해서는 매우 광범위한 지식을 필요로 합니다.

고등학생부터 이과계열을 선택하고, 공학 대학을 나와 로봇을 개발하는 직업을 가지게 된 사람들이야 차곡차곡 지식이 쌓여있기 때문에, 나도 모르는 사이에 생겨난 지식들을 기반으로, 필요한 공부를 하며 연구를 할 수 있지만,

전혀 다른 분야인 사람이 갑자기 로봇을 공부하고 싶다고 하면?

 

여기에 대해서는 사실 답을 할 수가 없습니다.

 

단순히 로봇을 만지고 싶다면, 시중에 판매하는 로봇 키트를 구매하고, 제공되는 소스를 입력하여 로봇을 동작시킬 수도 있고, 거기에 코딩공부를 하면서 원하는 움직임을 추가시킬 수 있겠죠.

그리고 로봇을 제어하는 방법에 대해서 더욱 공부해보고 싶다면 액츄에이터, 제어, 회로 등을 공부해야 하는데, 거기서 더욱 자세히 들어가고 싶다면 기구학도 알아야 하고 수학도 알아야 하고..

로봇을 직접 만들고 싶다면 하드웨어에 대한 지식이 필요한데, 하드웨어 지식은 CAD 뿐 아니라 재료, 강도, 강성, 공차, 설계기법, 메커니즘, 기어, 액츄에이터, 등등.. 

 

끝이 없기 때문이죠.

 

그래서 결국 로봇공학에 필요한 학문들을 나열한 후, 본인이 로봇 중에서 어떤 부분을 담당하여 개발하고 싶은지에 따라 범위가 정해지게 됩니다.

 

그럼에도 불구하고 필수 학문은 있죠

 

바로, 수학과 물리학

 

로봇이 어떻게 움직이고 작업을 수행하는지를 정확히 계산할 수 있어야 하며, 이를 위해서는 미적분, 선형대수 등의 수학 분야와, 로봇에 어떻게 힘이 가해지는지에 대한 역학, 전자기학 등의 물리학 분야에 대한 기초 지식은 필수입니다.

 

그리고 조금 더 깊이 들어가고 싶다면, 분야를 구분해볼 수 있겠습니다.

 

• 로봇을 동작시키기 위해서는 프로그래밍에 대한 지식이 필요한데, Python, C, C++ 등의 컴퓨터 언어와 ROS(로봇 운영체제) 등의 플랫폼 공부가 필요하구요,
• 로봇의 하드웨어를 제작하기 위해서는 동력 전달 시스템, 센서와 액츄에이터, 특히 액츄에이터를 어떻게 선정하는지, 동력을 전달하기 위해서 어떤 기계적인 요소들이 들어가고, 어떤 메커니즘을 통해 움직임을 구현할 수 있는지 등에 대한 이해도가 필요합니다.
• 전기공학은 로봇의 '신경계'라고 부를 수 있는 부분입니다. 로봇을 구동시키기 위해서 일반적으로 전기모터를 사용하고, 모터를 제어하기 위한 수많은 회로 부품들이 들어가는데, 전력 공급을 어떻게 받고 신호를 줄 것인지, 그리고 부품 사이에 배선은 어떻게 될 것인지에 대한 지식. 즉, 통신, 전장, 제어 시스템에 대한 이해가 필요합니다.

 

2. 로봇 분야로 취업하기 위한 준비 

로봇 분야로 취업을 하기 위해서 관련된 학과를 졸업하는 것이 중요합니다.

 

학과를 선택할 때에는 우선 본인이 로봇 중 어떤 부분을 맡아서 개발하고 싶은지 생각을 해봐야 하는데,

로봇 하나를 만들어 내기 위해서는 결코 한 사람이 다 하는 것이 아니라, 수많은 분야의 사람들이 힘을 합쳐야만 하나의 로봇이 만들어질 수 있다는 인식이 필요하기 때문입니다.

 

로봇 분야에서 업무를 하기 위해서 추천할만한 학과 목록은 아래와 같습니다.

 

로봇공학 (Robotics Engineering)	로봇을 설계, 제작, 운용 하는 데 필요한 이론과 기술을 다루는 학과. 로봇의 기계적, 전기적, 컴퓨터공학을 아우르는 교육
기계공학 (Mechanical Engineering)	로봇의 설계와 제작, 동력 전달 시스템, 구조 분석 등에 대한 공부 로봇의 물리적 구조와 움직임에 대해서 중점적으로 공부하는 학과
전기공학 (Electrical Engineering)	로봇의 센서, 제어 시스템, 회로 설계 등. 로봇이 환경을 감지하고, 명령에 따라 움직이게 하는 데 필요한 전기적 기술을 공부하는 학과
컴퓨터공학	컴퓨터 언어를 통한 소프트웨어 개발. 인공지능, 머신러닝, 알고리즘, 프로그래밍 언어 등의 로봇을 지능적으로 만드는 데 필요한 지식을 공부하는 학과
제어공학 (Control Engineering)	로봇의 동작을 정밀하게 제어하는 방법을 연구 로봇이 주어진 임무를 정확하고, 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 시스템 설계와 분석
전자공학 (Electronincs Engineering)	로봇 내부의 전자 부품과 회로에 대한 공부 로봇의 센서, 액추에이터, 다양한 전자 장치의 작동 원리에 대해 공부하는 학과
소프트웨어 공학 (Software Engineering)	로봇의 프로그래밍, 소프트웨어 아키텍처 설계 로봇 시스템의 안정적이고 효율적인 소프트웨어 개발 방법론을 공부하는 학과

 

 

즉, 공대라고 다같은 공대가 아니라는 뜻!

본인의 성향에 맞는 학과를 선택해야 무난히 졸업할 수 있습니다 -.-

 

학교에서 어떤 생활을 하느냐도 매우 중요한데, 결국 회사가 원하는 사람은 "써먹을 수 있는 사람" 입니다.

 

써먹을 수 있는 사람이라는 말의 의미는, 회사에서 사람을 뽑았는데, 실무에 투입될 수 있게 교육기간만 몇 달이 걸린다면 회사입장에서 손해이기 때문에, 그 기간을 최대한 줄여서 빨리 실무를 할 수 있는 사람이 되야 한다는 것이죠.

그렇기 때문에 학교에서 최대한 많은 프로젝트를 해보는 것이 좋습니다.

 

경진대회, 학과 내 동아리활동, 인턴십, 학과목 프로젝트 등을 적극적으로 참여하다 보면 어느새 그것이 자신만의 스토리가 됩니다.

 

 

조금 더 기회가 된다면, 학회에 참여하고 세미나, 워크숍을 통해 전문가들이 어떤 말을 하는지 귀기울여 듣고, 네트워킹과 멘토링을 통해 업계의 지식과 정보를 공유받기도 합니다.

하지만 이것은 일반적으로 학부생 수준으로 하기 힘든 일이기 때문에 필수적인 요소는 아니라고 생각하구요..

 

이 모든 것들이 주변 환경때문에 제한이 된다면 집에서 혼자 연구할 수 있는 플랫폼도 매우 많이 있습니다.

다축 로봇을 만들고, 제어할 수 있는 키트를 판매하는 곳도 많고,  아두이노로 하나의 시스템을 만들어 보기도 참 편한 세상이잖아요?!

 

 

이력서, 포트폴리오를 잘 정리해놓고, 정말 본인이 했다면 면접에서는 본인이 한 프로젝트나 연구에 대해서 제대로 말할정도의 자신감과 대화 능력정도를 키우게 된다면, 그것으로 로봇 분야의 취업 준비는 되는 셈입니다.

 

 

참고로, 대기업이나 공기업이 목표라면 학부생부터 방향이 다르고,  위에서 말한 내용은 순수하게  로봇을 직접 만들 수 있는 환경이 되는 스타트업, 중소, 중견기업 정도를 기준이라고 생각하면 됩니다

 

 

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로봇을 만들고 싶은데 어디부터 시작해야 해? 하는 질문에 정확한 답변은 아직 하지 못했습니다.

그만큼 지속적인 학습과 성장이 필요한 분야이기 때문에..

 

우선 다른 연구자료와 다른 로봇들을 많이 보고, 많은 이야기를 들으면서 내가 어떤 것을 하고싶은지 정의하는 것이 첫번째입니다.

대부분 이 첫번째 관문에서 막히더라구요. 

 

내가 무엇을 하고싶은지 정확히 알아야, 그 다음에 무엇을 해야하는지가 나오는 것이구요,

하나하나 직접 공부하고, 직접 해보면서 할줄아는 것도 점점 많아지는 것입니다.