AI 로봇이 튀긴 김부각, 숙련공 따라잡아…생산성 3.2배 ↑

한국식품연구원

김부각을 숙련공처럼 만들어내는 AI 로봇 시스템이 개발됐다. 게티이미지뱅크 제공.

한국식품연구원(식품연)이 사람 손에 의존하던 김부각 튀김 공정을 자동화하는데 성공했다. 얇고 부서지기 쉬운 김부각을 파손 없이 옮기고 숙련공 특유의 튀기기 동작까지 재현해 생산성을 3.2배, 품질 균일성을 1.5배 높였다.

식품연은 정형화되지 않은 식재료와 복잡한 조리 과정으로 자동화가 어려웠던 식품 제조 현장에 적용할 수 있는 '인공지능(AI) 로봇 시스템'을 개발했다고 21일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 '푸드리서치 인터내셔널'에 지난해 9월 24일 게재됐다.

개발된 시스템의 핵심은 식품의 물리적 상태를 실시간으로 인지하고 대응하는 '피지컬 AI' 기술이다. 

식품연은 '김부각 튀김'을 실증 대상으로 선정했다. 김부각 튀김은 얇아 부서지기 쉽고 제조 공정 난도가 높아 자동화가 어렵기 때문이다. 김부각 튀김 자동화에 성공하면 튀김·조리·정밀 이송 등 높은 숙련도를 요구하는 다양한 식품 제조 공정에 즉시 확장 적용할 수 있다는 의미다.

AI기반 식품 제조 로봇 시스템 전경(왼쪽)과 특수 제작 로봇 그리퍼(오른쪽). 식품연 제공.

시스템의 첫 단계로 시각데이터 분석 기술인 '머신비전'과 센서가 원료의 크기와 위치를 파악해 불량품은 걸러내고 최적의 파지 조건을 설정한다. 파지용 로봇이 원료를 파손 없이 유탕용 로봇의 특수 제작 로봇 전용 집게(그리퍼)로 전달하면 그리퍼가 숙련공의 좌우 흔들기 동작을 정밀하게 재현해 열 전달 효율을 높이며 유탕 공정을 수행한다.

로봇 자동 공정과 수작업 제품 비교 결과 로봇 시스템 사용 시 품질 균일성은 약 1.5배 개선되고 제품 생산성이 약 3.2배 향상됐다. 김부각의 색상·팽창도·식감 등 모든 평가 항목에서 수작업 대비 제품 간 높은 유사도와 일관성을 나타냈다. 작업자 숙련도 차이로 발생했던 품질 편차를 최소화하고 생산 속도를 높인 것으로 평가된다.

식품연은 향후 튀김처럼 짧은 조리 시간 차이가 제품 품질을 결정짓는 다양한 식품 제조 공정에 폭넓게 응용되기를 기대한다고 밝혔다.

김아나 식품융합연구본부 스마트제조연구단원은 "로봇이 식품의 물리적 특성을 이해하고 조리하는 피지컬 AI의 실질 적용 사례"라며 "김부각 공정에서 증명된 기술은 고도의 정밀함이 요구되는 식품 제조 전 분야의 디지털 전환을 이끄는 핵심 동력이 될 것"이라고 말했다.

<참고 자료>
doi.org/10.1016/j.foodres.2025.117580

[조가현 기자,문혜원 인턴기자 gahyun@donga.com,moony@donga.com]