[강현철의 뉴스 솎아내기] ‘피지컬 AI’ 압도적 강자 테슬라

강현철 논설실장

일론 머스크가 이끄는 테슬라를 아직까지 전기차 업체 정도로만 생각한다면 인공지능(AI) 업계의 동향을 전혀 모르고 하는 얘기다. 테슬라는 단순한 전기차 업체를 넘어 ‘피지컬(Physical·물리) AI’의 압도적 강자로 부상하고 있다. 머스크의 혁신적 기업가 역량이 발휘되고 있는 것이다. 피지컬 AI는 인공지능이 언어·사고 능력뿐만 아니라 물리적 환경을 이해하고 실제 세계에 직접적으로 영향을 미치는 기술이다. 우리가 손으로 만지고 눈으로 보는 실물안에 AI를 집어넣은 것으로, 자율주행 자동차와 휴머노이드 로봇이 대표적이다. 엔비디아(NVIDIA) CEO인 젠슨 황은 지난 CES 2025 기조연설에서 “AI의 다음 프론티어는 피지컬 AI”라고 선언하기도 했다.

테슬라는 피지컬 AI 세계의 강력한 플레이어로 자리매김하는 중이다. 자율주행, 휴머노이드 로봇, 우주 로켓 등 다양한 물리 AI 디바이스를 통해 시장의 발전을 이끌고 있으며, 이는 AI 기술의 진화와 밀접하게 연결돼 있다. GPU(그래픽처리장치)와 소프트웨어에서 강점인 엔비디아가 피지컬 AI 디바이스 구축 인프라를 제공한다면 테슬라는 자율주행 및 로봇 구현에 필요한 AI 모델과 플랫폼을 갖추고 있다.

로보택시는 테슬라가 가장 처음 물리를 구현하는 AI 디바이스다. 로보택시는 로봇(Robot)과 택시(Taxi)의 합성어로, 자율주행차와 택시 서비스를 결합한 것이다. 테슬라는 전 세계에 데이터 수집 장치를 운영하며 로보택시 기술개발과 시장 진입을 추진해왔다. 테슬라의 로보택시는 텍사스 오스틴에서 7000마일 이상 주행 시험을 거쳤으며, 올해 샌프란시스코 일부 지역으로 확장을 목표로 하고 있다.

또 올해 미국 내 일부 도시에서 개인용 완전자율주행(FSD·Full Self Driving) 기능을 제공할 계획이다. FSD는 말 그대로 운전자 없이 차량이 ‘스스로’ 운전하는 자율주행 기술이다. 2026년 이후에는 개인이 보유한 자동차를 테슬라 로보택시 네트워크에 투입할 수 있을 것으로 예상된다. 로보택시 사업은 2026년말 이후 테슬라 실적에 반영될 전망이다.

ADAS(Advanced Driver Assistance System·첨단 운전자지원시스템)는 자동차가 운전자를 도와 안전하고 편안한 운전을 할 수 있도록 돕는 다양한 기능들이다. 테슬라는 이 ADAS 분야에서 선두주자다. 자율주행 레벨은 운전자의 개입 정도에 따라 0단계부터 5단계까지 총 6단계로 나뉜다. 0단계에서 5단계로 갈수록 차량의 자율성이 높아지고, 운전자의 역할은 줄어든다. 0단계가 비자동화라면 6단계는 완전자동화(FSD) 단계다. 테슬라의 자율주행 시스템은 크게 ‘오토파일럿’(Autopilot), ‘향상된 오토파일럿’(Enhanced Autopilot), ‘FSD’로 구분된다.

휴머노이드(Humanoid) 로봇은 인간을 닮은 로봇이다. 단일 디자인으로 다양한 환경에 적응할 수 있고, 소프트웨어 업데이트만으로도 수행 작업 전환이 가능하다. 하나의 로봇이 물류창고에서 일하다가 병원에서 간호 업무를 보조할 수도 있고, 가정에서 노인을 돌보는 역할로 전환할 수도 있는 것이다. 기존 로봇이 사전에 프로그래밍된 작업만 수행했다면, 휴머노이드 로봇은 AI 기반모델을 탑재해 실시간으로 환경을 인식하고 자율적으로 판단·행동할 수 있다. 테슬라는 범용 휴머노이드 로봇 ‘옵티머스’(Optimus)를 통해 시장을 주도하고 있다.

테슬라는 2022년 9월 캘리포니아 팔로알토에서 열린 테슬라 AI 데이 행사에서 ‘옵티머스 1’(Optimus Gen 1)을 선보였으며, 2023년 12월 한 단계 진화한 ‘옵티머스 2’를 소개했다. 2.3kWh 용량의 배터리를 탑재한 옵티머스 2세대는 인간보다 두배 이상 빠른 시속 8km로 걸을 수 있으며, 최대 20파운드(약 9kg) 무게를 들 수 있다. 11개의 자유도를 가진 손 관절을 갖추고 있다. 인간의 손과 유사한 수준의 복잡한 동작이 가능하다. 옵티머스 3세대 제품은 올해 말 시제품을 출시하고, 내년 초 양산될 것으로 보인다. 옵티머스는 공장에서 무거운 물체를 옮기거나 물류 센터에서 반복적인 작업을 처리하는 등 다양한 업무를 수행할 수 있다.

머스크는 옵티머스가 향후 제조 현장과 물류 센터 등에서 인간 노동을 대체할 가능성을 제시했다. 머스크의 대당 2만달러라는 파격적인 가격에 기존 산업용 로봇보다 우수한 성능을 갖춘 제품을 만들어 시장을 선도한다는 전략이다. 이는 현재 산업용 로봇 가격의 10분의 1에도 미치지 않는 가격이다.

‘옵티머스’엔 테슬라의 핵심 기술들이 적용돼 있다. 첫째, 자율주행 기술이다. 테슬라는 이미 수백만 대의 자율주행 차량을 통해 방대한 실제 주행 데이터를 확보하고 있다. 이 데이터는 로봇의 환경 인식과 동작 제어에 직접적으로 활용될 수 있다. 둘째, AI 기술과 배터리 기술이다. 테슬라는 전기차 배터리 기술에서 세계 최고 수준을 자랑한다. 옵티머스는 테슬라의 최신 배터리 기술을 탑재해 장시간 작동이 가능하며, 이는 실제 산업 현장에서 큰 강점이 되고 있다.

글로벌 시장조사기관인 포츈 비즈니스 인사이트에 따르면 휴머노이드 세계 시장은 2023년 24억3000만 달러에서 대비 2032년 660억 달러 규모로 성장할 전망이다. 미국 투자은행인 모건스탠리는 가정용 휴머노이드 로봇 보급 시점은 2030년으로 보고 있다. 세계 수요는 2040년까지 800만대, 2050년 6300만대에 이를 것으로 예상된다.

테슬라는 나아가 AI 반도체 분야에서도 두각을 나타내고 있다. ‘AI4’ 칩이 그 주인공이다. 테슬라가 ‘AI4 컴퓨터’로 부르는 이 칩은 자율주행차가 인식하는 막대한 영상과 센서 데이터를 실시간으로 분석해 판별하는 두뇌다. 테슬라는 그동안 테슬라 컴퓨터(반도체)에 대해 HW라는 이름을 붙여 HW 1, 2, 3을 선보였다가 최근 들어 AI로 이름을 바꿨다.

칩의 성능은 ‘TOPS’(Tera Operations Per Second·초당 1조 번의 연산능력)로 측정하는데 HW3에 들어간 칩은 약 72 TOPS, AI4에서는 300~500 TOPS로 크게 향상됐다. 테슬라는 작년 11월부터 AI4가 탑재된 차량에 ‘FSD v13’을 적용했다. FSD v13은 도심과 고속도로 주행 시 자동 속도 조절, 충돌 방지 예측 등 다양한 자율주행 기능을 제공해주는 소프트웨어다. 현재 개발 중인 AI5는 최대 2000 TOPS 이상을 목표로 하고 있다. 무려 초당 2000조 번의 연산이 가능한 것이다. 피지컬 AI 전반에 활용되는 AI5는 내년말쯤 양산될 전망이다. AI 시리즈는 테슬라가 자체 설계하고, TSMC가 위탁 생산하는 것으로 알려지고 있다.

신한투자증권 함형도 수석연구원은 “전기차 판매에 대한 우려 확산으로 테슬라 주가가 단기적으로 부진한 모습”이라며 “하지만 연말로 다가갈수록 자율주행차, 로보택시, 옵티머스 등 신사업에 대한 기대감이 펀더멘털 훼손을 상쇄할 것”으로 내다봤다.

강현철 논설실장