[테크콘 2025] AI 기반 자동화를 통한 스마트 공정 사례-황정훈 한국전자기술연구원 지능로보틱스연구센터장
11일 코엑스에선 ‘지능형 로봇과 인간 공존의 새로운 패러다임’을 주제로 ‘테크콘 2025’가 열렸다. 이 행사는 로봇신문과 엑스포럼이 공동 주최하는 ‘로보테크쇼 2025’의 일환으로 진행됐다. 주요 발표자의 내용을 소개한다.(편집자)
◆ AI 기반 자동화를 통한 스마트 공정 사례-황정훈 한국전자기술연구원 지능로보틱스연구센터장
황정훈 한국전자기술연구원(KETI) 지능로보틱스연구센터장은 “로봇 모방학습 기술, 강화학습 기술이 휴머노이드 로봇과 합쳐져 발전할 것”이라며, “빠르면 5~10년 이내에 제조 현장에 활용될 것”이라고 전망했다.
황 센터장은 로봇이 생산성 향상에 크게 기여한다고 분석했다. 황 센터장은 “1990년부터 2020년까지 인건비는 많이 올랐지만, 로봇 가격은 계속 내려갔다”며 “자동차산업은 이미 2015년 사람과 로봇을 비교할 때 로봇이 훨씬 경제적”이라고 말했다. 그는 “자동차 공장에 가보면 로봇을 많이 사용하는 것을 알 수 있다. 전자 공장에서도 그동안 조립은 사람이 했는데 최근에는 로봇의 수가 사람 수를 넘어섰다. 집 짓는 것도 로봇을 활용한다”고 설명했다. 황 센터장은 “대기업은 로봇을 많이 쓰는데 중소기업은 그렇지 못하다”며 상대적인 생산성 저하를 우려했다.
로봇을 도입하는 경우 주변기기 설치비용이 크다는 우려도 나타냈다. 황 센터장은 안전장치를 예로 들며 “로봇은 사람 근처에 있으면 상해를 입히기 쉽다”며 “그래서 규제가 많다. 규제를 도식화하면 관련 표준들이 많다. 고정식 방화벽, 안전거리 등이 사례다. 주변 설비 비용이 많이 든다”고 소개했다.
대안으로 협동로봇을 제시했다. 황 실장은 “기존 로봇하고 크게 다르지 않지만 사람하고 부닥쳤을 때 안전하도록 설계해, 같은 공간에서 작업이 가능하다. 안전이 확보된다”고 강조했다. 그는 국내외 다양한 사례를 소개하며 이들 협동로봇은 “사람과 비슷한 3~15kg의 물체를 들 수 있고, 무게는 가벼워 상해 우려가 낮다”고 설명했다.
로봇 도입 어려움의 두 번째로는 높은 비용을 꼽았다. 황 센터장은 로봇 프로그래밍 비용으로 플레이백, 티치인(Teach-in), 오프라인 프로그래밍 3가지를 꼽으며 “티치인은 로봇의 동작을 하나하나 명령하는 것으로 만약 새로운 작업을 하게 되면 다시 작업해야 하는데 일반인은 불가능해 전문가를 불러야 한다”며 “대기업은 자체적으로 해결하지만, 중소기업은 불가능해 비용 부담이 있다”고 말했다.
제조용 로봇을 위한 AI 기술도 사례를 바탕으로 소개했다. 빈피킹(잡화류 집기), FPCB(연성회로기판) 피킹 등 고난도 작업에 AI가 적용되는 사례를 밝히며, “AI 피킹 기술을 활용해 프로토타입 형태로 무인편의점을 구현하기도 했다. 매장 밖에서 주문하면 로봇이 집어서 갖다준다”고 밝혔다.
잡는 기술에서 진화해 ‘로봇 강화학습 기술’, ‘로봇 모방학습 기술’로 발전했다고 소개했다. 로봇 강화학습 기술은 로봇이 시행착오를 통해 최적 정책을 학습한다.
황 센터장은 “2족·4족 보행 로봇의 제어 지능을 학습하기 위해 강화학습이 많이 사용된다”며 “로봇이 시행착오를 반복하기 위한 환경인 시뮬레이션 기술도 동시에 발전하고 있다”고 말했다. 로봇 모방학습 기술은 사람 또는 로봇의 작업 시연데이터를 이용해 지능·행동 등을 모방하는 학습 방법이다.
황 센터장은 “로봇이 시행착오를 겪을 수 없는 환경이거나 작업이 복잡하여 적절한 보상함수를 설계하기 어려운 환경 등의 이유로 단순 강화학습을 적용할 수 없을 때 모방학습이 사용된다”고 설명했다. LLM을 연계한 로봇 복합작업 기술을 넘어 ‘비전-랭귀지-액션 모델’도 등장했다. 많은 양의 데이터가 필요한 모델로 예컨대 로봇이 건조기에서 다양한 의류의 빨래를 꺼내서 하나씩 접는 방식이다.
이런 기술은 다시 ‘휴머노이드’와 ‘AI’와 결합한다. 사례로 테슬라와 피규어AI를 소개한 황 실장은 “휴머노이드와 AI 기술이 융합돼 빠르면 5~10년 안에 일상에서 사용될 것”이라고 전망했다. 테슬라는 전기차 생산기술, 자율주행기술, 인공지능기술을 바탕으로 자체적으로 인공지능 휴머노이드 옵티머스를 개발 중이다. 피규어AI는 비전·언어·행동 모델을 개발해 로봇이 스스로 환경을 이해하고 행동할 수 있도록 만들고 있다.