[봇규가 간다] 로보월드 2025 ① | 격변하는 작업 현장, 피지컬 AI 시대의 로봇 폼팩터를 선점하라

국제로봇연맹(IFR)에 따르면, 지난 2023년 전 세계 공장에서 가동 중인 산업용 로봇은 400만 대를 넘었고, 신규 설치도 4년째 연 50만 대 안팎을 유지하고 있다. 이러한 양상은 특히 아시아에 집중되고 있다. 이처럼 로봇의 수량·밀도가 일정 수준에 오른 지금 업계가 지목하는 ‘넥스트 레벨’이 있다. 이른바 ‘피지컬 AI(Physical AI)’ 그리고 ‘휴머노이드 로봇(Humanoid Robot)’이다. 감지·추론·행동을 하나의 파이프라인으로 묶는 피지컬 AI가 로봇 분야 내 각종 차세대 기술과 결합하면서 로봇은 고정 설비가 아닌 상황 대응형 작업 파트너로 재정의되고 있다.

이런 흐름 속에서 스무 살을 맞은 ‘제20회 국제로봇산업대전(2025 로보월드)’이 열렸다. 휴머노이드, 산업용 로봇, 협동 로봇(코봇), 자율주행로봇(AMR) 등 로봇 폼펙터를 비롯해, 각종 부품·소프트웨어·연결성(Connectivity) 솔루션이 총출동해 ‘인간·로봇 공생’의 현재를 한자리에 모았다. [봇규가 간다] 로보월드 특집에서는 K-로봇 밸류체인의 단면을 짚어본다.

이번 1편은 전시장 한복판을 채운 각종 로봇 하드웨어를 조명한다. 연구소에서 갓 나온 프로토타입부터 민간 기업의 상용형 휴머노이드, 공장·물류센터를 겨냥한 플랫폼 로봇까지 한 공간에 모여 서로 다른 몸체와 쓰임새를 과시했다. K-로봇 하드웨어는 어떤 형태와 플랫폼으로 피지컬 AI 시대의 작업 현장을 선점할 것인가를 두고 경쟁하는 국면에 들어선 모양새다.

< 유일로보틱스 > 상체형 양팔 이동형 휴머노이드, 한국형 모바일 매니퓰레이터 ‘첫선’

▲ 유일로보틱스 로보월드 부스에서는 사측의 휴머노이드 프로토타입이 공개됐다. (촬영·편집 : 헬로티 최재규 기자)

유일로보틱스는 양팔 로봇 상체를 자율주행로봇(AMR) 위에 얹은 모바일 휴머노이드 로봇을 무대에 세웠다. 바닥을 움직이는 AMR 위에 사람 크기의 상체가 올라간 구조로, 이동 후 작업 위치에 정지하면 양손으로 박스나 공정 대상물을 집어 들어 올리고 옮기는 장면을 연상케한다. 양팔 로봇과 AMR을 한 시스템 안에서 다루는 모바일 매니퓰레이터(Mobile Manipulator) 콘셉트를 통해, 작업자에 의존했던 현장 내 각종 공정을 구현하겠다는 의지가 녹아있다.

이번 새 플랫폼은 3자유도(3DoF) 머리, 각 7DoF 팔 두 개, 19DoF 로봇 핸드(Robot Hand) 2개 등으로 설계됐다. 특히 머리에는 에지(Edge)용 인공지능(AI) 컴퓨팅 모듈 ‘엔비디아 젯슨(NVIDIA Jetson)’ 모듈과 3D RGB 비전 센서를 이식했다. 이때 엔비디아 젯슨 모듈을 통해 카메라·센서에서 전달하는 데이터를 기기 내부에서 실시간으로 처리한다. 이를 통해 주변 환경 인식, 경로 판단, 팔 동작 계획 등에 필요한 온디바이스 AI(On-device) 추론을 수행한다.

양팔에는 정밀 위치·토크 제어를 위한 ‘CiA-402 EtherCAT’ 서보 모듈을 적용해 성인 팔 크기에서 빠른 동작을 구현한다. 또한 손에는 촉각 센서를 내재화해 섬세한 파지·조작이 가능하도록 했다. 상체 회전, 로봇 몸체를 올리는 리프팅 메커니즘, AMR 기반 이동 플랫폼 등을 조합한 요소 기술도 기체 주행과 작업 자세를 유연하게 바꾸는 요인으로 작용한다.

회사 관계자는 “이번 로보월드는 휴머노이드 로봇, AMR, 스마트 팩토리(Smart Factory)를 한데 융합하는 토털 로보틱스 플랫폼 업체로 거듭나겠다는 의지를 드러내는 자리”라며 “피지컬 AI를 중심으로 제조 현장에서 즉시 활용 가능한 모바일 휴머노이드 기술을 고도화할 것”이라고 말했다.

유일로보틱스는 이 모바일 휴머노이드가 피지컬 AI 기반 제조 현장 투입을 겨냥한 개방형 데모라고 설명한다. 이때 피지컬 AI는 AI가 물리적인 환경에서 직접 학습·적응함으로써, 실제 공간에서 자율적으로 문제를 해결하고 인간과 협력하도록 하는 최신 기술 방법론으로 주목받고 있다.

사측은 차세대 로봇 개발을 위해 자체 개발 중인 제어 소프트웨어 플랫폼과 디지털 트윈(Digital Twin) 환경에서 시뮬레이션을 가동하고 있다. 여기서 검증된 결과를 실제 공장 라인으로 옮기는 구조를 목표로 하고 있다.

< 본시스템즈 > 액추에이터 프로페셔널에서 휴머노이드 유망주로

▲ 두 종의 본시스템즈 휴머노이드 시제품이 참관객에게 관심받고 있다. (촬영·편집 : 헬로티 최재규 기자)

구동부(Actuator) 기술 업체 본시스템즈가 28개 액추에이터를 전신에 배치한 휴머노이드 시제품 두 종을 최초 공개했다. 기존에 관절·구동계 전문 업체로 알려진 본시스템즈가 액추에이터 공급사에서 완성형 로봇 플랫폼 제조사로 확장하겠다는 의지를 실제 기체로 드러낸 장면이다. 현장에서는 간단한 상체 움직임을 구현하는 휴머노이드가 참관객의 눈길을 사로잡았다.

이 데모의 핵심은 전신 28축 모두 본시스템즈가 만든 액추에이터를 사용했다는 점이다. 관절 단위로 일부만 적용한 개방형 시연이 아니라, 어깨·팔·허리·고관절·다리로 이어지는 전신 구조를 하나의 액추에이터 생태계로 완결시켰다는 의미가 있다. 휴머노이드 제작사 내부에서 페인포인트로 꼽히는 ‘부품·제어·구동·항상성’을 액추에이터 공급사 시점에서 정리한 셈이다.

황민우 본시스템즈 과장은 “이 시제품은 아직 내부에서 코드명으로 부르고 있다”며 “우리가 가진 액추에이터가 실제로 어디까지 통일된 플랫폼을 만들 수 있는지를 보여주는 전신 레퍼런스 모델”이라고 기체를 설명했다.

이어 “로봇 완제품 사업을 하겠다는 의미라기보다, 우리가 직접 몸을 만든 선례를 만들어 놓음으로써 타 휴머노이드 제작사가 채택하기 쉬운 플랫폼을 제시하려는 것”이라고 방향성을 덧붙였다.

< 애자일로보틱스 > 양팔 원격 조작으로 사람 손 정밀도를 현장에 옮긴다

사람의 팔을 빌려 로봇의 팔을 움직인다는 개념을 가장 직관적으로 보여주는 데모가 전시장에 펼쳐졌다. 독일 뮌헨에서 시작된 애자일로보틱스는 작업자가 마스터(Master) 양팔 로봇에 탑재된 조종부를 제어하면, 마주 선 상체형 슬레이브(Slave) 양팔 로봇이 그 움직임을 지연 없이 그대로 따라오는 원격 조작(Teleoperation) 시연을 선보였다.

작업자의 행동 목적을 전달하기 위한 중간다리 역할을 하는 슬레이브 로봇이 움직이면, 마스터 로봇으로 받은 명령을 실제 작업 환경에서 수행하는 슬레이브 로봇의 모습이 연출됐다. 이들은 컵 쌓기, 블록 정렬 등 세밀한 작업을 인간과 방식으로 수행한다. 이때 슬레이브 로봇 팔 끝단에는 그리퍼(Gripper)가 장착돼 정밀 조작을 구현한다.

▲ 기자가 데모를 경험하고 있다. (촬영·편집 : 헬로티 최재규 기자)

이때 데모의 마스터 로봇은 애자일로보틱스 자회사인 프랑카로보틱스의 7축 협동 로봇(코봇) ‘프랑카 리서치 3(Franka Research 3)’ 두 대가 맡았다. 이들 로봇은 한데 융합돼 애자일로보틱스 ‘다이애나 7(Diana 7)’ 기반 상체형 양팔 로봇에 움직임 신호를 전달했다.

이번 데모는 애자일로보틱스가 구축해온 핵심 역량 두 가지를 시사한다. 첫째는 정밀 모션 싱크(Motion Sync) 기반 양팔 로봇 플랫폼이다. 마스터 로봇과 슬레이브 로봇 간 저지연 힘·토크 피드백을 구현하고, 상호 기구학 동기화가 결합된 구조를 채택한 점이 특징이다. 이는 일반적인 원격 조종 수준에서 나아가 정밀한 테스크 수행이 가능하도록 돕는다.

둘째는 산업·의료·교육 등 분야별 엔드이펙터(End-effector) 포트폴리오다. 현장 내 다양한 로봇 끝단에 장착되는 그리퍼를 내세운다. 고무·장난감·컵·블록 등 서로 다른 물성을 정밀하게 다루고, 관절 배치가 물체 간 간섭을 줄여 반복 작업 시 최적화된 움직임을 선보인다.

박항예 애자일로보틱스 매니저는 “사람 팔과 같은 형태를 흉내 내는 것이 목표가 아니라, 사람이 가진 정밀 작업 능력을 그대로 산업 현장에 옮기는 것을 바라보고 있다”며 “현재 교육·의료·로봇 실습 등 분야에서 활동 중인 원격 조작 데모를 통해 참관객의 이해를 높이게 됐으며, 특히 정형외과·치과·영상의학과 등 의료 영역에서 활발하게 활용 중”이라고 말했다.

이번 전시는 ‘휴머노이드 이전 단계’가 아니라, 사람의 손기술을 자동화 전선에 가장 현실적으로 연결하는 현재형 솔루션에 무게를 둔 구성이라고 볼 수 있다.

한편, 애자일로보틱스는 최근 휴머노이드 로봇 ‘애자일 원(Agile ONE)’을 공개하며 휴머노이드 시장에 본격적으로 뛰어들었다.

< 뉴로메카 > 일상용·현장용 휴머노이드 등판 “요구사항에 맞는 최적의 선택지”

관람객 시선에서 보면 뉴로메카 부스는 휴머노이드 두 대가 서로 다른 모습을 선보였다. 한쪽에는 관람객과 마주 서서 소통하는 ‘나미(NAMI)’가, 다른 한쪽에는 용접 현장에 배치된 ‘젠(ZEN)’이 서 있었다. 같은 인간형 로봇이지만 겨냥하는 공간이 완전히 다르다는 것을 보여주는 장면이다.

나미는 인간과 함께 협업하는 파트너형 휴머노이드다. 참관객이 컵을 건네면 이를 받아 박스에서 팝콘을 퍼 담아 다시 전달하는 공정을 시각화했다. 물체를 인식하고 파지한 뒤 작업을 수행하고 다시 사람에게 넘기는 과정 전체를 보여주면서 서비스·리테일·엔터테인먼트 등 현장에서의 모습을 상상할 수 있게 했다. 일상 공간에서 휴머노이드가 ‘일을 인계받고 되돌려주는’ 역할을 어떻게 맡을 수 있는지에 대한 인사이트다.

다른 한편, 젠은 용접 셀을 겨냥한 산업형 휴머노이드 콘셉트를 담당했다. 용접 토치를 들고 좁은 작업 공간에서 비드 라인을 따라가며 아크를 유지하는 역할을 상정한 배치다. 고열·감전·연기·소음·진동 등 작업자가 부담을 느끼는 요소를 로봇이 대신 수행하는 데모다. 이는 작업자가 모니터링, 품질 확인, 단 교체 등 상위 작업에 집중하도록 지원하는 것을 표현한 그림이다.

뉴로메카 관계자는 “같은 휴머노이드라도 어떤 공간에 세울지에 따라 니즈가 완전히 달라지기 때문에, 몸체 구조는 공유하되 역할·동작·목적 등을 분리해서 휴머노이드 제품군을 개발·고도화하고 있다”고 밝혔다.

< 브릴스 > 버전 개선한 코봇, 성능↑ 설치 난이도↓

브릴스 부스 한가운데서는 자사 로봇 라인업 ‘BRS 시리즈’ 내 리뉴얼된 코봇이 출품됐다. BRS 코봇 개선판은 기존 코봇 라인업을 기반으로, 작업 반경과 가반하중을 재정비하고 설치 과정 및 동선을 단순화한 것이 특징이다.

아울러 복수 모델 간 인터페이스와 운용 소프트웨어를 단일로 통합해 한 공장에서 여러 대를 활용해도 관리가 용이한 점 또한 강점이다. 이는 브릴스가 그동안 다양한 산업 현장에서 축적한 시스템통합(SI) 역량이 완성한 기술 집약적 접근법이다.

▲ BRS 코봇 시리즈가 참관객에게 소개됐다. (촬영·편집 : 헬로티 최재규 기자)

로보월드 현장에서는 리뉴얼 코봇이 각종 형태의 그리퍼 및 엔드 툴을 번갈아 교체하는 툴 체인지(Tool Change) 과정을 참관객에게 소개했다. 작업자가 로봇 끝단의 툴을 해제하고 다시 체결하는 기존 과정을 로봇이 수행하는 모습이다.

브릴스 관계자는 로봇 본체를 옮기지 않고도 툴만 바꿔 여러 공정을 순환시키는 이 모습에 대해 “현장에서 라인 전체를 교체하지 않아도 이 같은 유연한 접근을 통해 효율적으로 공정을 수행할 수 있다는 메시지를 전하고 싶었다”라고 설명했다.

그러면서 “각종 SI 프로젝트에서 쌓아온 경험을 리뉴얼 코봇에 내재화해, 로봇 팔 성능을 강조하기 보다 현장 친화적인 로봇 기술을 전파할 계획”이라고 덧붙였다.

< 유진로봇 > AMR 위에 올라탄 코봇...‘지능형 제조·물류’의 초석

유진로봇 부스에서는 자사 AMR ‘고카트 300 옴니(GoCart 300 Omni)’ 위에 코봇을 얹은 모바일 매니퓰레이터 구성이 시선을 끌었다. 전방향 주행이 가능한 AMR 플랫폼이 현장 라인 사이를 오가고, 상부의 로봇 팔 끝단에 부착된 카메라를 통해 대상물을 검사하는 데모 시연이다. AMR과 코봇이 대상물의 부위에 맞게 자세를 바꿔가며 검사를 수행하는 정밀한 장면이 참관객에게 주목받았다.

이러한 유연한 가동은 사측이 병원·물류 현장을 겨냥해 개발한 전방향 바퀴 ‘옴니 휠(Omni Wheel)을 기반으로 한다. 이 제품이 탑재된 AMR은 이송·취급 등 과정에서 유연성을 더한다.

유진로봇 관계자에 따르면, 이 데모는 과학기술정보통신부·정보통신기획평가원이 지원한 ‘자율이송 모바일 매니플레이터 기반 지능형 제조 물류시스템’ 과제에서 도출된 결과물이다. 5G 초저지연 통신, AMR, 코봇과 같은 매니퓰레이터, 유진로봇의 이기종 통합 관제 플랫폼 ‘FMS’ 등을 융합한 구조다.

유진로봇은 이를 통해 기존 고정식 장비 및 수동 포장 라인을 모바일 로봇 기반 라인으로 치환하겠다는 계획이다. 또한 자사 AMR에 타사 코봇을 접목한 ‘로봇 플랫폼’ 역량 또한 강조했다.

< 푸른기술 > 고하중 코봇 ‘심포니’ 시리즈, 용접 셀부터 중량 핸들링까지 ‘한큐에’

▲ 푸른기술 코봇 제품군이 움직임을 강조하고 있다. (촬영·편집 : 헬로티 최재규 기자)

로봇 솔루션 업체 푸른기술은 자사 코봇 라인업 ‘심포니(SYMPHONY)’ 시리즈를 전면에 내세웠다. 이들은 단일 기종으로 어디까지 자동화 범위를 넓힐 수 있는지를 보여주는 데 집중했다.

심포니는 5·10·15·25·40kg으로 구성된 라인업을 갖췄다. 직접 교시(Direct Teaching)와 버튼 하나로 동작을 제어하는 ‘콕핏(Cockpit)’ 인터페이스와 고충격 설계를 공통으로 채택해 현장 운용 편의성을 강조해 온 시리즈다.

전시장에서는 이 심포니 시리즈 중 한 대를 앞세운 용접 공정을 구현했다. 코봇 끝단에 용접 토치를 장착하고, 고정 지그 위의 모재를 따라 일정한 속도·자세로 비드 라인을 형성하는 시나리오다.

푸른기술이 기존에 선보여온 시스템은 그대로 유지된다. 이 로봇은 사람 대신 반복적인 아크 용접이나 레이저 작업을 전담하는데, 핵심은 프로그래밍의 편리성에 있다. 오프라인 프로그래밍 소프트웨어 ‘ENCY OLP’ 같은 전용 툴을 통해 실제 로봇을 가동하기 전에 PC에서 용접 궤적과 공정을 미리 설계할 수 있다. 필요할 경우 작업자가 로봇 팔을 직접 잡고 움직여 그 동작을 그대로 기록하는 직접 교시 방식도 함께 쓸 수 있다.

푸른기술의 또 다른 데모는 바닥에 고정된 카트형 베이스 위에 심포니를 올려놓고 아령을 들었다 놓는 구성이다.

▲ 연속 동작을 선보이는 푸른기술의 고가반하중 코봇. (촬영·편집 : 헬로티 최재규 기자)

정해진 위치에서 반복적으로 중량물을 집어 올리고, 자세를 바꿔 다른 포지션에 내려놓는 과정을 통해, 고가반하중 구간 모델이 가진 토크 센서와 중력 보상(Gravity Compensation) 제어 능력을 직관적으로 구현했다. 심포니의 25·40kg이 겨냥하는 팔레타이징(Palletizing)·핸드가이던스(Hand-guidance) 영역을 운동기구라는 익숙한 오브제로 풀어낸 데모다.

민경태 푸른기술 대리는 “심포니 시리즈는 모델별로 가반하중과 작업반경은 다르지만, 사용자 경험(UX)과 인터페이스를 통일해 현장에서 여러 공정을 통합하는 ‘쉬운 자동화’를 지향한다”고 밝혔다.

< 엑스와이지 > 오픈소스 양팔 텔레오퍼레이션, ‘로봇 파운데이션 모델’ 전 단계로

▲ 엑스와이지의 텔레오퍼레이션 기술을 통해 가동 모습을 참관객에게 강조하는 양팔 로봇. (촬영·편집 : 헬로티 최재규 기자)

최근 식음료(F&B) 분야에 본격 진출한 AI 기반 서비스 로봇 기술 업체 엑스와이지도 부스를 마련했다. 부스 앞에서는 작업자가 마스터 로봇 양팔을 움직이면 슬레이브 로봇이 이를 모사하는 장면이 참관객의 주목을 받았다.

첫 번째 데모는 양팔 마스터 로봇과 갈락시아다이내믹스(Galaxea Dynamics)사의 양팔 휠형 휴머노이드 플랫폼을 슬레이브로 둔 구성이다. 마스터 로봇이 관절을 돌리고 손목을 비트는 그대로, 슬레이브 플랫폼이 같은 궤적을 따라가는 전형적인 리더–팔로워(Leader–Follower) 텔레오퍼레이션 구조다.

또 다른 구역에서는 엑스와이지의 오픈소스 하드웨어 ‘오픈암(OpenArm)’ 두 대를 서로 마주 세운 텔레오퍼레이션 데모가 이어졌다. 한쪽 오픈암을 작업자가 조종하면, 맞은편 오픈암이 이를 그대로 따라 하는 방식이다. 이는 오픈소스 플랫폼만으로 양팔 텔레오퍼레이션을 구현한 사례로 주목된다.

▲ 오픈암 두 대가 한데 참관객과 소통하고 있다. (촬영·편집 : 헬로티 최재규 기자)

엑스와이지가 선택한 오픈암은 컴퓨터지원설계(CAD) 데이터, 시뮬레이션 도구, 제어·펌웨어 코드, 차세대 로봇운영체제 ‘ROS2’ 연동 패키지까지 공개된 오픈소스 7DoF 휴머노이드 로봇 팔 프로젝트다. 양팔 구성을 기준으로 피지컬 AI 연구와 텔레오퍼레이션 실험을 염두에 둔 설계로 주목받고 있다.

사측 관계자에 따르면, 관절을 사람에 가깝게 순응형(Compliance)·백드라이버블(Backdrivable) 메커니즘으로 만들었다. 이 덕분에 사용자는 큰 힘을 들이지 않고 팔을 직접 움직이면서 자연스러운 궤적 데이터를 남길 수 있다.

소프트웨어 단에서는 ‘다음 단계’를 준비 중이라는 설명이 따라왔다. 엑스와이지는 전시장에서 사람의 조작을 그대로 따라 하는 텔레오퍼레이션 모드로 데모를 가동하면서, 그 궤적·센서·영상 데이터를 데이터셋 형태로 쌓았다.

이 데이터셋을 기반으로 ‘비전·언어·행동(Vision-Language-Action)’ 모델 구조를 ROS2 환경에 얹어 자체 로봇 파운데이션 모델(RFM)을 학습시킬 계획이다. 이 과정에서 기존 ROS1 기반 코드와 데이터셋을 활용해 시퀀스를 추가로 모아 직접 추론 자율 동작의 토대를 마련했다.

엑스와이지는 장기적으로 ‘사람이 시연한 작업을 로봇이 스스로 재현하는 단계’까지 가져가는 것이 목표라는 구상이다.

< 한국로봇융합연구원 > ‘식기 수거하는’ AI 양팔 로봇 플랫폼으로 로봇 일상화 ‘성큼’

▲ 상체형 양팔 로봇, 그리퍼, 딥러닝(Deep Learning) 기반 지능이 융합된 식기 처리 로봇 시스템. (촬영·편집 : 헬로티 최재규 기자)

각종 로봇 접목 기술을 고도화하고 있는 한국로봇융합연구원(KIRO)은 식기 파지·이동·수거를 한 번에 처리하는 모바일 매니퓰레이터 데모를 들고 나왔다. 하드웨어 플랫폼은 레인보우로보틱스 양팔 모바일 매니퓰레이터 ‘RB-Y1’를 활용했다. 끝단 그리퍼는 연구원이 직접 설계한 식기 수거용 그리퍼를 장착했다. 기존에는 다른 모바일 매니퓰레이터를 써서 개발해오던 시스템을 이번에는 레인보우로보틱스 플랫폼 위에 올려서 구현했다.

임지호 연구원은 이 시스템의 핵심으로 로봇 하드웨어가 아니라 지능을 강조했다. 로봇 하드웨어에 식기 인식, 파지 AI를 이식·연동한 부분을 강조한 것이다. 그는 "실제 식기 수거 환경에는 무늬나 모양 등 텍스처가 많지 않은 흰 식기가 대부분"이라며 "사람의 눈에도 흰 접시만 가득하면 경계가 잘 안 보인다"고 설명했다.

이 시스템은 식기를 단순한 색상이나 테두리로 구분하지 않는다. 대신, 딥러닝(Deep Learning) 기반 AI 모델을 활용해 식기의 정확한 위치와 자세, 로봇이 잡을 수 있는 지점까지 동시에 파악하도록 학습을 완료했다. 카메라도 여러 대를 둘러 세우지 않고, 상단에 하나만 달아 이 영상으로만 학습·인식을 수행하는 구조를 채택했다.

이 카메라가 찍은 장면에서 네트워크가 접시·그릇·컵을 구분해 파지 우선순위를 정한다. 이후 각 식기의 파지 포인트를 계산하면, RB-Y1 상체와 그리퍼가 그 지점을 향해 접근해 집어 올린 뒤 수거 위치로 옮긴다.

연구원에 따르면, 이전 세대 프로토타입에서 쌓아온 모바일 매니퓰레이션 및 자율주행 기술이 이 시스템 개발에 주효했다. 그는 이번에는 “텍스처가 거의 없는 식기 환경에 맞춘 전용 인식 모델을 새로 얹은 업데이트 버전이라고 보면 된다”고 이해를 도왔다.

헬로티 최재규 기자 |