4개월간 피지컬 AI 사전검증 성과 공유…자동차 부품공정 효율화
"가상환경 학습으로 로봇 예측력 향상…국산 NPU 적용할 것"
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26일 전북대 '피지컬 AI 실증랩' 개소식에서 배경훈 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관이 사람 손 동작을 학습하는 로봇 팔을 조작해보고 있다. 실증랩은 이같은 데이터 수집 및 파운데이션 모델 고도화를 맡은 '이노베이션 존'과, 개발된 결과를 공정에서 검증해보는 '프로덕션 존'을 완비했다./뉴스1 ⓒNews1 윤주영 기자 |
(전주=뉴스1) 윤주영 기자
사람이 조종간을 잡고 무언가를 집는 시늉을 하자, 로봇 팔이 실제로 물건을 집었다. 피지컬 AI 데이터가 학습되는 순간이었다.
26일 전북대에서 문을 연 '피지컬 AI 실증랩'은 피지컬 AI 연구개발(R&D)과 실제 제조 공정에서 실증 모두를 지원하는 공간이었다. 지난해 8월 '피지컬 AI 사전검증 사업' 주관기관으로 선정된 전북대는 4개월 간의 기술 검증 성과를 공유했다.
사업은 피지컬 AI를 탑재한 이종 로봇 간 협업으로 공장 전체를 무인화하는 게 최종 목표다. 전북대를 중심으로 한 연구 컨소시엄은 자동차 부품업체 등 수요기업들과 함께 기술 적용 가능성을 검토했다.
특히 개별 로봇의 다양한 동작보다는, 서로 다른 로봇 간 협업을 최적화하는 데 초점을 맞췄다. 하나의 휴머노이드가 다양한 기능에 집중하는 현재의 연구 트렌드와 차별화하는 지점이다.
사업에 참여한 이지형 성균관대 교수는 "제조에서의 AI 전환(AX)은 투입 대비 생산성이 담보돼야 한다"며 "동작의 정확성, 성공률, 비용 효율화를 말할 수 있어야 한다"고 강조했다.
전북대 실증랩은 피지컬 AI 관련 고도화를 맡은 '이노베이션 존'과, 개발된 모델들이 실제 공정에서 제대로 작동하는지 검증하는 '프로덕션 존' 모두를 갖췄다. 자동차 부품 공장 일부를 그대로 옮긴 프로덕션 존에선 로봇 팔이 레일 위 부품을 바쁘게 집어내고 있었다.
이노베이션 존에서는 크게 파운데이션 모델, 월드모델, 디지털 트윈 기반 데이터 수집 등 피지컬 AI의 성능 자체를 올리는 연구를 수행한다.
피지컬 AI 토대가 될 파운데이션 모델은 기본적으로 언어와 시청각 데이터를 모두 다루는 '영상 언어 액션(VLA)' 모델이다. 다만 거대한 단일 모델에서 모든 동작을 구현하기보다는, 용접·조립·이송 등 여러 동작을 관장하는 AI 모듈이 오케스트레이션(조정) 모델에서 관리되는 구조가 될 거라고 이 교수는 설명했다.
로봇이 여러 다양한 공정에 대응하는 등 범용성을 높이기 위해서 데이터 수집도 중요하다. 기본적으로 센서, 카메라 등을 통해 인간 데이터를 모방하지만, 전북대 컨소시엄은 추가로 가상환경(디지털 트윈)을 활용한다.
장영재 한국과학기술원(카이스트) 교수는 "새로운 공정이 나올 경우 데이터가 없기 때문에 로봇이 대응하기 어렵다. 하지만 가상환경에서 다양한 과업 및 데이터를 학습한 AI 모델에는 인간과 같은 직관성이 생기기 때문에 돌발상황 등 예측력이 높아진다"며 "이같은 강화 학습으로 피지컬 AI가 성숙해지면 이를 공장에서 실증해본다는 게 제조 AX의 핵심"이라고 강조했다.
실증랩 프로덕션 존에는 현재 현대자동차·테슬라에 납품되는 운전대, 룸미러 등 부품의 유연 생산이 이뤄지고 있다. 로봇팔, 레일, 운송용 로봇 등을 통해 9개의 공정의 자동화가 실증되는 중이다.
사전 검증기간 전북대는 수요 기업인 DH오토리드(스티어링휠)·대승정밀(전동브레이크)·동해금속(자동차 차체) 등 부품업체 3사의 도움으로 생산성 개선도 확인했다. 앞으로 개념 검증(PoC)을 50여개사로 확대하겠다는 계획이다. 앞으로 지어질 피지컬 AI 제조혁신 클러스터에 입주할 의향을 밝힌 기업도 31개사다.
전북대 컨소는 올해 상반기 '피지컬 AI 기반 이종로봇 협업지능 SW플랫폼 설루션 개발'에 착수한다. 2030년까지 진행될 예정으로, 사업 규모는 적정성 검토를 거쳐 결정된다.
김순태 전북대 피지컬AI융합기술사업추진단장은 "향후 국산 신경처리장치(NPU) 등을 사업에 적용하는 등 관련 생태계를 키우겠다"며 "8개의 거대한 실증 존을 만들 예정"이라고 말했다.
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