더 정교해진 아틀라스 … 손가락만한 너트 꺼내 조립까지 뚝딱

보스턴다이내믹스·엔비디아·현대모비스 삼각동맹
감각정보 처리하는 'AI 두뇌'
엔비디아 컴퓨팅 플랫폼 적용
상황 파악해 스스로 행동 결정
로봇 손, 차세대 승부처 부상
손 자유도 7개→13개로 확대
현대모비스는 관절 부품 공급

미국 조지아주 로봇 메타플랜트 응용센터(RMAC)에서 휴머노이드 로봇 '아틀라스'가 전동드릴을 사용하고 있다. 보스턴다이내믹스

휴머노이드 로봇 '아틀라스'가 자동차 엔진 커버가 담긴 상자 앞에서 팔을 뻗는다. 로봇은 부품을 집어 이동식 카트에 옮긴 뒤 다음 상자로 향한다. 작업대 위치가 달라지거나 물체가 제대로 들어가지 않아도 문제없다. 로봇이 곧 다시 움직임을 스스로 수정하기 때문이다.

보스턴다이내믹스가 공개한 자율 작업 영상의 한 장면이다. 아틀라스는 미리 입력된 동작을 반복하는 대신 카메라와 힘·관절 센서로 상황을 파악하며 스스로 움직임을 결정한다. 보고 판단한 것을 실제 움직임으로 옮기는 이른바 '피지컬 인공지능(AI)'의 모습이다. 피지컬 AI는 수많은 기업과 밀접한 연관이 있다.

◆ 가상공간에서 사전 학습

로봇이 일을 하는 첫 단계는 '보는 것'이다. 카메라로 부품과 상자의 위치를, 센서로 접촉 상태를 확인한다. 영상 인식 모델은 물체가 어느 방향으로 놓였는지 판단하고 손이 물체를 놓치거나 예상하지 못한 장애물을 만나면 이를 감지한다. 올해 공개된 산업용 아틀라스는 360도 주변을 살피는 카메라 시야와 손가락·손바닥의 촉각 감지 기능을 갖췄다. 로봇이 사람과 같은 공간에서 작업하려면 주변 환경을 끊임없이 감지하는 능력이 필수적이다.

이런 감각 정보를 처리하는 '두뇌'에는 엔비디아의 AI 컴퓨팅 기술이 활용된다. 보스턴다이내믹스는 아틀라스에 엔비디아의 로봇용 컴퓨팅 플랫폼 '젯슨 토르'를 통합했다. 젯슨 토르는 복잡한 AI 모델과 카메라 영상 등을 로봇 내부에서 실시간으로 처리해 외부 서버에 대한 의존도를 줄인다. 엔비디아의 아이작 랩과 시뮬레이션 기술은 가상환경에서 로봇 동작을 학습시키는 데 활용된다.

보스턴다이내믹스는 구글 딥마인드와 손잡고 '제미나이 로보틱스' 기반 모델을 아틀라스에 적용하기 위한 공동 연구를 추진하고 있다. 로봇의 판단 능력을 높이기 위한 AI 모델 개발 차원으로, 엔비디아가 연산 기반을 제공하고 딥마인드가 고차원 인지·행동 모델을 연구한다. 보스턴다이내믹스는 이를 실제 로봇 움직임과 연결하는 제어 기술을 개발하는 구조다.

엔비디아의 로봇용 인공지능(AI) 컴퓨팅 플랫폼 '젯슨 AGX 토르' 개발자 키트. 엔비디아

◆ 로봇 관절 액추에이터

AI의 판단은 전신·조작 제어기를 거쳐 관절별 힘과 방향을 계산하는 신호로 바뀐다. 이 마지막 단계를 실제 움직임으로 구현하는 핵심 부품이 액추에이터다. 모터와 감속기, 제어기 등을 결합해 로봇 관절에 필요한 힘과 회전 동작을 만들어낸다. 현대모비스는 올해 초 보스턴다이내믹스와 아틀라스용 액추에이터 공급을 위한 전략적 협력 체계를 구축했다.

현대모비스는 지난달 30일 실적 발표에서 이달 경기 의왕시 의왕연구소에서 아틀라스용 액추에이터 시제품 생산에 착수하고 2028년 본격 공급을 목표로 성능과 신뢰성을 검증하겠다는 계획을 밝혔다.

현대모비스의 영역은 기계장치를 넘어 반도체로 확대되고 있다. 지난달 21일 공개한 구상에는 관절 모터의 속도와 힘을 조절하는 모터구동 집적회로(IC), 각 부품에 전력을 안정적으로 공급하는 전원 IC 개발이 포함됐다. 엔비디아의 AI 연산칩이 무엇을 할지 계산한다면 현대모비스가 개발하려는 반도체는 계산 결과를 관절의 실제 움직임으로 구현하는 데 쓰인다.

인간을 대신해 정밀 작업을 수행해야 하는 로봇의 '손'도 차세대 승부처로 떠오르고 있다. 보스턴다이내믹스는 지난달 네 개 손가락과 촉각 센서를 장착한 아틀라스의 새로운 손을 공개했다. 손 하나의 자유도가 기존 7개에서 13개로 늘어 정밀 조작 능력이 강화됐다. 공개된 영상에서 아틀라스는 드릴 비트를 끼우고 작은 너트를 돌리는 동작을 시연했다. 현대모비스도 보스턴다이내믹스와 그리퍼 공동 개발을 추진하는 한편 주변 환경을 인식하는 퍼셉션 모듈과 제어기 등으로 부품 사업을 넓힐 계획이다.

◆ 2만5000대 도입하는 현대차

국내 부품사들의 아틀라스 공급망 참여도 구체화하고 있다. 현대차그룹은 최근 아틀라스 양산을 위한 부품 공급망을 구성한 것으로 알려졌다. 메인 카메라는 현대모비스와 나무가가 협력하고 손 카메라는 엠씨넥스와 캠시스가 담당하는 것으로 전해졌다. 배터리 공급사로는 삼성SDI와 LG에너지솔루션이 선정됐으며 충전 솔루션은 비에이치 자회사인 비에이치 EVS가 맡는 것으로 알려졌다.

현대차그룹은 2028년까지 미국에 연간 3만대 규모의 로봇 생산 체계를 구축한다는 목표를 제시했다. 같은 해 미국 조지아주 현대차그룹 메타플랜트 아메리카(HMGMA)에 아틀라스를 투입해 부품을 조립 순서대로 정리하는 서열 작업부터 맡기고 2030년에는 부품 조립 공정으로 확대할 계획이다. 보스턴다이내믹스는 향후 수년간 현대차·기아의 글로벌 생산시설에 아틀라스 약 2만5000대를 도입하는 계획도 공개했다.

업계 관계자는 "아틀라스 등 휴머노이드 로봇은 비슷하게 생긴 부품을 잘못 집거나 사람과 동선이 겹치는 상황에서도 안전을 확보해야 한다"며 "결국 성패는 얼마나 강한 AI 칩을 탑재했는지와 함께 그 판단을 믿을 만한 움직임으로 구현해내는 부품·데이터·생산망을 구축했느냐에 달려 있다"고 전했다.

[박민기 기자]