인공지능 솔루션과 모터 제어 기술로 보는 휴머노이드의 미래

과거 공상과학 영화에서 자주 등장하던 인간형 로봇, 이른바 휴머노이드는 오랫동안 과학자들과 엔지니어들의 꿈의 기술로 여겨져 왔습니다. 단순히 인간과 유사한 외형을 넘어 인간처럼 사고하고 학습하며 움직이는 로봇은 상상만으로도 기술적, 윤리적, 사회적 측면에서 다양한 논의를 불러일으켰습니다. 최근 몇 년 동안, 소프트웨어와 하드웨어 기술의 발전이 급속도로 진행되며 이런 논의는 현실적인 적용 가능성으로 변모하고 있습니다. 이제 휴머노이드는 단순한 기술적 호기심에서 일상생활과 산업 현장에서 중요한 역할을 맡는 실존하는 존재로 거듭날 준비를 하고 있습니다.

 

휴머노이드의 발전을 이끄는 두 가지 핵심 기술은 크게 AI 솔루션과 모터 제어 기술로 분류해 볼 수 있습니다. 이 두 기술은 각각 로봇의 두뇌와 신체 역할을 수행하며 인간과 같은 모습을 구현해 해는데 큰 역할을 수행합니다. 이번 글에서는 인공지능 솔루션과 제어 기술이 휴머노이드의 미래를 어떻게 변화시키고 있는지 알아보겠습니다.

 

AI 솔루션의 도입이 이끄는 휴머노이드의 진화

AI 기술의 도입은 휴머노이드가 단순한 기계에서 벗어나 인간처럼 사고하고 학습하는 진정한 지능형 로봇으로 진화하는 데 필수적인 역할을 하고 있습니다. 초기의 로봇들은 미리 입력된 명령을 수행하는 수준에 머물렀지만, 이제 AI는 데이터를 분석하고 학습하며 환경 변화에 따라 적응하는 능력을 갖추게 되었습니다. 이러한 발전은 휴머노이드의 두뇌 역할을 하는 AI 기술이 가능하게 한 결과입니다.

 

인공지능 솔루션의 근간에는 머신러닝과 딥러닝이 자리 잡고 있습니다. 머신러닝은 대량의 데이터를 통해 규칙을 학습하고 새로운 상황에 적용할 수 있도록 돕는 기술입니다. 이를 통해 휴머노이드는 반복적인 작업 중 효율적인 방법을 스스로 찾아내고 개선할 수 있습니다. 딥러닝은 더욱 발전된 형태로, 인간의 뇌와 유사한 구조를 갖춘 신경망을 활용해 데이터를 분석하고 중요한 정보를 도출합니다. 이러한 기술은 휴머노이드가 카메라를 통해 시각 정보를 처리하거나 마이크를 통해 음성을 이해할 수 있도록 지원합니다.

 

 

이러한 AI 기술은 단순히 데이터 분석에 그치지 않고, 다양한 감각 데이터를 통합적으로 처리할 수 있는 능력을 제공합니다. 예를 들어, 휴머노이드는 카메라로 환경을 시각적으로 인식하고 마이크로 소리를 감지하며, 센서를 통해 물체의 질감과 온도를 파악할 수 있습니다. 이러한 데이터 통합은 인간과 유사한 직관적인 판단을 가능하게 하며, 물체를 다룰 때 무게와 크기를 실시간으로 계산하고 손에 가해지는 압력을 조절하는 등의 정교한 작업을 수행할 수 있게 합니다.

 

또한, 인공지능 솔루션은 인간과의 상호작용을 통해 휴머노이드의 기능을 확장합니다. 자연어 처리(NLP)는 휴머노이드가 인간과 대화를 나누고 감정을 분석하며, 공감할 수 있도록 만들어 줍니다. 이를 통해 휴머노이드는 고객의 문의를 자연스럽게 응대하거나, 사용자의 요구를 정확히 파악하여 적합한 해결책을 제시할 수 있습니다. 자연어 처리 기술은 단순한 언어 인식을 넘어 더욱 인간다운 의사소통을 가능하게 하고 있습니다.

 

 

예를 들어, NLP 기술을 기반으로 한 서비스 로봇은 고객의 의도를 분석하여 적절히 응대하며, 음성 명령을 이해하는 스마트 스피커나 챗봇은 이미 널리 사용되고 있습니다. 더욱이 감정 분석 기술과 결합된 NLP는 로봇이 대화 상대방의 감정을 인식하고 이에 맞춰 반응할 수 있도록 합니다. 이러한 기술은 단순한 정보 제공을 넘어, 심리 상담이나 정서적 지지를 필요로 하는 상황에서도 활용될 수 있습니다. 실제로 자연어 처리 기술을 활용한 로봇이 심리 상담사 보조 역할을 수행하고 있으며, 이는 향후 더욱 발전할 것으로 기대됩니다.

 

결과적으로 인공지능 솔루션은 휴머노이드가 단순히 작업을 수행하는 도구에서 벗어나, 인간과 소통하고 협력할 수 있는 동료로 자리 잡는 데 핵심적인 역할을 하고 있습니다.

 

제어 기술과 로봇 작동의 상관관계

AI 기술이 휴머노이드의 두뇌라면, 제어 기술은 그 신체에 해당합니다. 로봇이 인간처럼 자연스럽고 유연한 움직임을 구현하기 위해서는 제어 기술이 필요합니다. 모터 제어는 특히 관절을 제어하는 기술과 밀접하게 관련되어 있습니다. 인간의 신체가 다양한 관절과 근육의 작용으로 복잡한 동작을 수행하듯이 인공지능 솔루션이 도입된 휴머노이드도 제어 기술을 통해 관절의 움직임을 정밀하게 조정합니다.

 

 

모터 제어 기술의 중심에는 감속기와 액추에이터가 있습니다. 감속기는 모터의 빠른 회전 속도를 적절한 수준으로 변환하여 로봇의 움직임을 정밀하게 제어하는 역할을 합니다. 휴머노이드의 각 관절에는 특정 용도에 맞는 감속기가 설계되며, 이를 통해 부드럽고 안정적인 동작이 가능해지며 휴머노이드가 계단을 오르거나 복잡한 작업 환경에서 균형을 유지하며 동작하는 데 필요한 제어는 모두 감속기의 역할에 달려 있습니다.

 

액추에이터는 모터와 감속기의 조합으로 동력을 물리적 움직임으로 변환하는 장치입니다. 이 장치는 로봇이 외부 힘에 즉각적으로 반응하도록 돕는 핵심적인 역할을 합니다. 특히 고속으로 회전하는 모터의 동력을 제어하고, 이를 저속이면서도 강력한 토크로 변환해 로봇의 움직임을 정밀하게 제어할 수 있도록 지원합니다.

 

예를 들어, 무거운 물체를 들어 올리는 작업에서 액추에이터는 실시간으로 물체의 무게를 감지하여 적절한 힘을 배분하고, 안전하고 부드럽게 작업을 수행합니다. 이러한 모터 제어 시스템을 통해 물체가 예상보다 무겁거나 가벼운 경우에도 즉각적으로 반응할 수 있습니다.

 

 

일정한 작업 수행이 요구되는 상황에서는 액추에이터의 반응 속도와 내구성이 중요한 역할을 합니다. 반도체 제조 공정에서는 미세한 조작뿐 아니라 반복적인 작업이 수천 번 이상 요구되기 때문에, 액추에이터가 장기간 안정적으로 작동해야 합니다. 이는 액추에이터 내부의 마모를 줄이는 고급 재질 사용과 정밀한 열 관리 기술을 통해 가능해집니다.

 

㈜본시스템즈는 사이클로이드 감속 기술을 활용하여 기존 감속기 대비 높은 내구성과 강력한 토크를 제공하는 액추에이터 개발 기술을 보유하고 있습니다. ㈜본시스템즈의 액추에이터 BCSA는 로봇이 고부하 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있도록 돕는 핵심 요소로 다양한 작업 환경에서 신뢰할 수 있는 성능을 제공합니다. 또한 얇은 두께에도 고토크를 출력할 수 있는 특성을 통해 로봇 설계의 유연성과 공간 활용도를 극대화하여, 소형 로봇부터 대형 산업용 로봇에 이르기까지 폭넓게 응용됩니다.

 

 

이러한 특성 덕분에 ㈜본시스템즈의 액추에이터는 인공지능 술루션을 기반으로 하는 산업용 로봇, 물류 자동화 시스템, 소방 로봇 개발 등 다양한 분야에서 주요 역할을 수행하고 있으며 고객의 요구에 맞춘 최적의 솔루션을 제공함으로써 로봇 산업 전반의 발전을 이끌고 있습니다.

 

휴머노이드 기술의 다양한 적용 분야

인공지능 솔루션과 모터 제어 기술은 다양한 산업 분야에서 혁신을 가져올 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 가정에서는 단순한 청소나 심부름뿐만 아니라, 인간과 유사한 방식으로 감정을 표현하거나 대화를 나누는 동반자로 발전할 수 있습니다. 이는 특히 고령화 사회에서 독거노인이나 취약 계층을 돕는 데 유용하게 활용될 수 있습니다.

 

한국보건산업진흥원의 「AI, IoT 등을 접목한 Age Tech 산업동향 - 일본·중국 - 」 브리핑 자료에 따르면 일본 고령층의 돌봄 시장 규모는 25년에 101조 3,000억 엔이며 일본의 자동차, 금융, 가전 시장보다 클 것으로 예상되고 있는 것을 알 수 있습니다. 실제로 일본에서는 노인 돌봄 로봇 개발이 촉진되고 있으며, 이러한 로봇들은 대화를 통해 정서적 지지를 제공하고 기본적인 가사 업무를 수행하는 등의 기능을 보유하고 있습니다.

 

[그림] 일본 고령 인구와 돌봄 로봇 시장 추이

출처 : AARP International, The Aging Readiness & Competitiveness Report JAPAN; 矢野経済研究所, 介護ロボット市場に関する調査を実施, 2022. / 한국보건산업진흥원

 

또한 제조업에서는 조립 라인에서의 반복 작업이나 고열과 유해 물질이 존재하는 환경에서 인간을 대신해 작업을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 작업자의 건강과 안전을 보호하는 동시에 공정의 연속성을 보장하여 생산 효율의 향상을 기대할 수 있습니다.

 

이외에도 방위산업에서 정찰 임무나 폭발물 제거작업, 의료산업에서 수술 보조 및 재활 치료 작업, 서비스업에서 고객 응대 및 정보 제공 등 다양한 산업에서 휴머노이드의 활용 가능성은 지속적으로 확장되고 있습니다.

 

휴머노이드 기술의 발전이 가져올 미래

휴머노이드는 이제 막 상용화의 초기 단계에 있으며 인공지능 솔루션과 모터 제어 기술의 지속적인 발전은 인간형 로봇이 인간과 함께 작업하고 생활하는 동료로 자리 잡을 가능성을 열어주고 있습니다. ㈜본시스템즈는 이런 기술 혁신의 중심에서 최적화된 로봇 개발 솔루션으로 고객의 요구를 충족시키며 혁신적 기술로 효율적인 세상을 만들어 갑니다. 맞춤형 감속기 및 액추에이터 개발이나 로봇 개발 솔루션이 필요하시다면 ㈜본시스템즈 홈페이지를 통해 견적 문의 남겨주시길 바랍니다.