인간의 심부름꾼 - ‘자율주행 휴머노이드 로봇’

AI 기술의 발전과 함께 인간형 로봇(이하 ‘휴보’)의 폭발은 ‘피지컬 AI’의 혁명을 예고하고 있다. ‘자율주행 휴머노이드 로봇’은 이 혁명의 주역으로 떠오르고 있다.

인간 수준의 행동 능력을 갖춘 이 로봇은 섬세한 손동작과 유연한 관절로 우아한 춤을 추거나 달걀을 깨뜨리지 않고 들어 옮기는가 하면, 사람처럼 움직이고, 스스로 사물을 감지한다. 가정, 병원, 농장, 공장 등 다양한 분야에서 인력을 대체하거나 보완할 수 있다. 농장에서는 딸기 농사꾼이 되고, 병원에서는 간호사가 되고, 손 떨림 없이 정밀 수술을 집도하는 의사가 된다.

출처 : 다양한 기능을 수행하는 휴보(필자가 소라 등으로 생성한 그림)

노약자가 침실이나 욕실로 이동할 때는 부축하는 로봇이나 착용형 외골격 로봇이 된다. 매장에서는 손님들과 감성적으로 교감하는가 하면, 가사 노동부터 무인 항공 정찰에 이르기까지 폭넓은 임무를 수행한다.

인간을 닮아가는 휴보의 피부와 손

현재 휴보 제작에서 고난도 기술은 인간 수준의 판단력, 완전한 자율성, 그리고 정교한 감각 기능이다. 특히, 미세한 촉각을 감지할 수 있는 로봇 스킨과 자유자재로 움직이는 손가락, 그리고 전신 균형 제어 기술 등은 매우 높은 기술적 완성도를 요구한다. 인간의 손을 장착한 휴보가 등장한다면, 그 따뜻한 촉감에 사람들은 큰 호감을 보일 것이다. 이제 인간과 가장 닮은 로봇 창조를 위한 정교한 기술 구현이 AI 테크 산업의 주목 대상이 되고 있다.

휴보가 달걀을 쉽게 집어 옮기는 장면(필자가 소라로 생성한 그림)

최근 카이스트와 케임브리지 대학 등에서 인간 피부와 거의 흡사한 수준의 정교한 로봇 피부 기술 개발에 성공하여 새로운 가능성을 열고 있다. 예컨대, 감각 인지, 자가 치유, 충격 흡수(인간과 로봇 모두를 보호하는 안전 기능) 등 핵심 기능에서도 큰 성과를 내고 있다(KAIST 김정 교수팀). 인조 피부에 센서를 내장하여 압력, 온도, 통증과 같은 촉각 자극을 전기 신호로 변환한다.

AI 신경망을 통해 ‘뜨거움’이나 ‘통증’과 같은 촉각 정보를 분류하고 신호를 해석할 수 있다. 심지어 로봇 피부가 손상되더라도 손상 부위를 재생 복원하여 감각 기능을 유지할 수 있다고 하니 이는 놀라운 기술 발전이다.

전통과 혁신의 갈림길

로봇의 손 구현에 적용되는 기술은 기계공학 기반, 다학제 융합 로보틱스, 그리고 합성생물학 기반으로 구분할 수 있겠다.

첫 번째 기계공학 기반 유형이다. 산업용 그리퍼(gripper) 기업 중 하나로 세계적인 시장 지배력을 가진 회사가 있다. 바로 독일의 슝크(Schunk)다. 테슬라가 ‘미래의 로봇 손’을 꿈꾸고 있다면, 슝크는 정밀 기계공학에 기반한 그리핑 기술의 강자로, AI 없이도 탁월한 성능을 자랑한다. 전동 그리퍼는 빠른 응답 속도와 모듈식 설계, 방대한 제품군을 마치 레고처럼 조합할 수 있어 유연성이 뛰어나다.

출처 : 인간의 손과 터치하는 휴보의 손(필자가 소라로 생성한 그림)

최근 AI 지능을 더하는 추세이지만, 슝크는 “기계공학 90%, AI 10%”라는 공식을 고수한다. 완성도 높은 하드웨어에 똑똑한 두뇌를 더하는 방식이다.

두 번째 유형은, ‘다학제 융합 로보틱스’로, 여기에는 레인보우 로보틱스, 보스턴 다이내믹스, 테슬라, 피규어, 애질리티 로보틱스 등 현재 다수의 자율형 휴보 기업들이 포함된다. 이들은 AI, 로보틱스, 제어 시스템, 센서 기술 등의 융합을 바탕으로, 다양한 수요처에 적합한 오토휴보 개발에 박차를 가하고 있다. 이들에게 별명을 붙여보면 그 성격이 잘 드러난다. 보스턴 다이내믹스 아틀라스는 “로봇 체조 선수”, 테슬라 옵티머스는 “팩토리 워크홀릭”, 피규어 AI(피규어 01)는 “직무 보조 디지털 인턴”, 애질리티 로보틱스 디지트는 “물류 배달꾼”, 레인보우 로보틱스는 “테크노 아티스트”라고 할 만큼 완성도 높은 장인정신을 보여주고 있다. 이들 대부분은 로봇 손을 제작한다. 그 밖에도 원익로보틱스, 만드로, 로보티즈, 뉴로메카, 에이로봇, 유일 로보틱스, 베어 로보틱스, 로브로스 등 여러 국내 업체들이 로봇 손 개발에 참여하고 있다.

휴보는 또 하나의 인공지능이 되고 있다. 이제 로봇은 단순한 기계가 아닌, AI라는 두뇌를 가진 몸이 된다. AI를 두뇌로 탑재한 로봇은 ‘감지-분석-판단-행동’의 전 과정을 자율적으로 학습하며, 지능을 갖춘 물리적 실체로 진화하고 있는 것이다.

생명체를 따라가는 따뜻한 로봇 : 바이오 하이브리드

세 번째 유형은, 자동화된 합성생물학 플랫폼을 통해 바이오 소재를 설계·생산하거나 실험을 자동화하는 방식이다. 예컨대, ‘생물학적 소재의 아마존’이라 불리는 바이오 파운드리 모델 긴코바이오웍스와 로봇 실험실 인프라를 제공하는 스트라오테오스도 등은 차세대 바이오 소재 산업의 혁신을 가속화하고 있다.

로봇은 점차 인간 생명체를 닮아가고 있다. 단순한 금속 기계를 넘어 로봇은 운동, 감지, 자가 치유, 에너지 섭취 등 생명체의 기능을 모방한다. 근육처럼 수축하고 상처를 치유하며 음식을 통해 에너지를 얻는 방향으로 발전하고 있다.

바이오 하이브리드 로봇(필자가 소라로 생성한 그림)

미래의 휴보는 터미네이터 같은 냉혹한 기계가 아니라, ‘아바타’ 속 나비족처럼 생명력 있는 존재가 되고자 할까? 금속과 회로로 이루어진 차가운 기계의 모습에서 벗어나 따뜻한 생명체로 변신할 마법의 열쇠 앞에 놓인 셈이다. 단순한 기계적 발전을 넘어, 살아있는 생체조직과 전자기계를 결합한 바이오 하이브리드 로봇(Biohybrid Robotics)으로 진화하고 있다.

휴보의 미래는 단순한 하드웨어 발전을 넘어, 생명공학을 기반으로 한 새로운 진화의 흐름 위에 놓이게 될 것이다. 이와 더불어 인공지능도 한층 더 발전할 것이다.

산업 전망 : 몸통을 흔드는 꼬리

수년 내로 휴보는 인간의 보조, 자율주행, 또는 독자적인 모빌리티의 모습으로 쏟아져 나올 전망이다. 포춘 비즈니스 인사이트(2025.6)에 따르면, 세계 휴보 로봇 시장은 2023년 24억 3천만 달러에서 2032년까지 660억 달러(945조)로 약 30배 성장할 것으로 전망했다. 모건 스탠리(2025.5.14)는 2050년까지 세상에는 약 10억 대의 휴보가 활용될 것이며, 이는 세계 상위 20개 자동차 제조사 총매출의 약 두 배(연간 약 5조 달러=6,814조 원)의 규모가 될 것으로 전망했다.

출처 : Robotdensityinthemanufacturingindustry,GlobalTimes(2024.11.25)

한국은 첨단 제조업 분야에 강점이 있지만, 고령화·노동력 부족·인건비 상승 등으로 휴보의 의존도는 높아질 수밖에 없다. 특히 간병·가사·제조 인력난은 휴보 로봇 활용을 촉진하고 있다. 이미 한국은 산업용 로봇 밀도(근로자 1만 명당 로봇 수) 세계 1위를 기록하고 있다. 이러한 환경은 한국을 휴보 생산과 실증의 최전선이자, 글로벌 브랜드 탄생의 요람으로 주목한다. 하지만 유비테크, 유니트리, 브레인코 등 중국의 야심도 만만치 않다. 방심하면 그 요람은 일순간에 점령당할 수 있다.

전쟁에서 승리를 좌우하는 것은 반드시 거창한 전략만이 아니다. 인간을 닮은 ‘로봇 손’의 작고 정교한 기술력 하나가 전세를 뒤흔들고, 승기를 가져오는 결정적 한 방이 될 수 있다.

[여현덕 카이스트 G-School 원장/기술경영대학원 교수]

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