휴머노이드 로봇의 과제와 미래
2025-01-22
휴머노이드 로봇의 과제와 미래
로봇이 등장한 지 수십 년이 지났다. 로봇이라는 말이 처음 등장한 것은 1920이다.
체코의 극작가 카렐 차페크 (Karel Čapek)가 그의 희극 「Rossum의 만능로봇(Rossum`s Universal Robots)」에서 일상 노동에 사용되는 인간처럼 생긴 기계를 지칭하기 위해 이 용어를 만들었다.
그 이후 로봇 시스템은 기술의 혁신으로 산업 응용 분야를 넘어 다양한 산업과 가정에서 적극적인 역할을 하는 휴머노이드 로봇의 시대가 도래하였다.
아직 개발 단계의 여정에 있지만 로봇과 인공지능(AI)의 융합으로 휴머노이드 기술 개발이 급속히 가속됨에 따라 업계 선도 기업들은 대량으로 생산에 적용하려는 시장 진입을 발표하고 있다. 시스템에 대한 깊은 이해 외에도 로봇 하드웨어가 저렴해져 상용화 규모의 생산 및 적용에 대한 현실성이 높아지고 있다.
휴머노이드 로봇이 패러다임 변화를 이끌 것으로 기대가 높아지고 있는 가운데 기능성과 어플리케이션의 진화 발전으로 이 분야가 어떠한 매력적인 기회를 창출하고 있는지 주목해 본다.
중요 포인트
- 최근 기술의 비약적인 진보와 생산 비용 감소로 휴머노이드 로봇의 대량 생산 및 대량 채택은 그 어느 때보다 현실성이 높아졌다.
- 자동차 기술의 과거 트렌드와 협동 로봇의 성장은 기술의 진보, 공급망 문제, 임금 인플레이 및 인구 고령화로 휴머노이드 로봇은 주류가 될 준비와 조건이 되어 있다.
- 휴머노이드 로봇 사업은 공급망 전체에서 (특히 로봇 제조업체, AI 칩 제조업체, 센서 개발기업 외에, 관련 부품 및 재료 공급업체) 기회를 찾을 수 있다.
클라우드 인프라 및 데이터 관리 소프트웨어 제공업체도 데이터 생성 증가의 이점을 누릴 수 있다.
휴머노이드 시장의 성장은 지속될 것
휴머노이드는 진화된 로봇으로 인간의 행동, 논리적인 사고, 업무수행을 모방할 수 있는 능력을 갖추고 있다.
AI, 바이오메카닉스, 기계 학습 외에 센서 연결, 인지 발달 및 행동학적 연구를 비롯한 테크놀로지의 집약체이다.
휴머노이드는 인간의 모습을 모방한 것으로 도구에서 건물, 가정에서의 기능에 이르기까지 인간 중심의 설계로 만들어졌다.
이는 로봇이 인간 환경에의 원활한 통합과 동시에 인간과 닮은 로봇이 인간과 다른 형태의 로봇에 비해 더 빠르고 쉽게 사회에 수용되도록 하기 위함 일 것이다.
휴머노이드의 잠재적 시장 기회는 막대하며 확대되고 있다.
테슬라의 CEO 일론 머스크(Elon Musk)와 업계 관계자들은 2040년대까지 지구상에 10억 대 이상의 휴머노이드가 활약할 것으로 보고 있다.
단일 목적인 협업 로봇(코봇)의 채택은 이미 제조 환경에서 이미 널리 사용되고 있지만, 범용 휴머노이드 로봇의 가능성은 아직 미개척 상태이지만 매력은 용도의 다양성에 있다. 한때 미래 지향적인 비전으로 여겨졌던 휴머노이드는 이제 공장, 노인 홈 같은 다양한 환경에서 가동할 수 있어 물류, 제조 및 의료와 같은 영역에서 혁신적인 솔루션을 제공할 것이다.
2024년 2억 5,200만 명에서 2035년 4억 명으로 증가할 것으로 예상되는 전 세계 제조업 인력을 고려할 때, 제조업에서 사용되는 휴머노이드 총 시장은 약 1조 7,500억 달러에 달한다. Global X 추정에 의하면 휴머노이드가 노동자의 35%에 상응하는 업무를 의미있는 일로 만들 가능성이 있고 휴머노이드의 대당 평균 판매 가격은 USD 1만~1만 5천으로 예상하고 있다.
가정용 휴머노이드는 기능성에 차이가 있으나 산업용 휴머노이드와 비슷한 범위에서 대당 평균 판매 가격이 형성될 것으로 예상하고 있다.
산업용 로봇은 무거운 물건을 들어 올리고 힘을 발휘할 수 있도록 설계된 반면, 가정용 휴머노이드는 친근한 상호작용과 모니터링 및 집안일과 같은 가사 업무에 맞게 설계되어 있어 기술적, 시스템적인 차이가 뚜렷하다.
2035년까지 전 세계 15억 세대 중 최대 15%까지 보급될 수 있다고 가정하면 2억 2,500만 대의 휴머노이드가 필요할 것으로 생각된다.
대당 판매가격을 USD 1만~1만5천로 계산할 때 가정용 휴머노이드의 시장 규모는 2조 8,000억 USD에 이른다.
휴머노이드 로봇 글로벌 마켓 전망(2035)
자료출처: Global X ETFs
휴머노이드 보급률은 초기의 자동차, 코봇 트렌드와 유사
Global X는 일반 가정에서의 자동차 사용처럼 휴머노이드의 실용성 가치로 입증될 것이라전망하고 있다.
예를 들면 1886년에 특허를 받은 내연기관 차량은 불과 7년 후인 1893년에 상용화되어 그 후 급속한 진화 발전으로 가정용 필수품으로 일반 소비자에게 널리 판매되었다.
그 발전 과정에서 자동차는 화물, 사람의 운송 서비스를 보다 이용하기 쉽고 효과적이며 비용 효율적으로 만들어 생산성을 높여 자동차는 경제를 비약적으로 변화시켰다.
최근 자동차 산업에서 일어나고 있는 혼란은 전기 자동차(EV)의 확산이며, 이는 한때 미래 지향적인 것으로 여겨졌던 혁신이기도 하다.
오늘날 EV는 자동차의 주요 이정표에 그치지 않는다.
로봇에도 사용되는 중요 부품인 AI 칩, 고기능 센서 및 배터리 기술의 고도화와 저렴한 가격 설정을 추진하고 있다.
코봇도 상품 컨셉을 구상하는 과정에서 회의적인 견해가 있었으나 초기 상품화에서 판매가 확대되기 까지 걸린 기간은 약 10년밖에 걸리지 않았다.
코봇의 시장확대를 가속시킨 요인이 기술 발전, 공급망 문제, 임금 인플레이션, 인구 통계학적 변화였던 것처럼 코봇 채택을 촉진한 것과 동일한 방식으로 향후 10년 동안 휴머노이드 채택이 가속화될 것으로 전망된다.
휴머노이드는 이미 파일럿 프로그램의 일부가 창고 및 자동차 공장에서 인간과 함께 가동되고 있는데, 무거운 컨테이너 운반 같은 반복적이고 위험한 작업을 수행하고 있다.
에를들면, 아마존의 Digit은 Agility Robotics사가 전자 상거래용 화물 수송과 재활용을 목적으로 개발한 이족 보행 로봇이다.
창고 작업을 위해 설계된 최초의 상용 휴머노이드인 Digit에 대한 수요가 높아지자 이 회사는 연간 10,000대를 생산할 계획으로 전용 공장을 건설했다.
Agility Robotics사의 파트너 프로그램에 참여하는 기업은 Digit의 기능을 커스터마이즈할 수 있지만, 2024년에 로봇 납품이 예정되어 있었고, 2025년에는 시장 확대를 계획하고 있다.
또한 로봇 스타트업인 Figure는 최근 BMW의 사우스캐롤라이나 제조 공장에서 자동차 생산을 지원하기 위해 범용 휴머노이드를 시범 운영하기로 BMW와 계약을 체결했다.
휴머노이드에 대한 공장의 수요는 2030년대 중반까지 꾸준히 증가할 것으로 보인다.
그 이후 기술 개방에 따라 휴머노이드 로봇은 서비스 산업과 가정에 도입되어 요리, 청소, 정원 가꾸기 관련 작업 수행이 가능해질 것이다.
가정용 어플리케이션 관련해서는 복잡한 문제가 엮여 있어 보급 속도가 늦어지고 있으나 2050년대까지 연장될 것으로 예상하고 있다.
휴머노이드 업계 모멘텀 형성
휴머노이드의 광범위한 채택을 위해서는 몇 가지 주요 개선 사항이 필요하다.
미래 휴머노이드의 최첨단 프로토타입은 기동성과 민첩성이 보장된 동작과 뛰어난 인지 능력이 원활하게 통합되어야 한다고 보고 있으나 현시점에서 아직 이러한 기능을 갖춘 모델은 없다.
이를 위해서는 배터리 수명이 크게 개선되거나 한 번의 충전으로 하루 종일 작업할 수 있는 고속 충전 요구에 부응해야 한다.
현재의 휴머노이드 특히 유압 액추에이터가 장착된 휴머노이드는 한 번에 가동할 수 있는 시간은 일반적으로 2시간 정도이다.
이동성, 민첩성 및 처리 능력 강화, 심도 카메라, 힘 피드백 및 통신 센서 개량이 필수적이다.
효율적인 네비게이션, 업무 완료 및 질문에 응답하는 능력에는 계산 능력 향상도 필요하다.
이러한 유형의 계산은 소프트웨어 시스템이 초기 명령에서 시작된 작업을 실행할 뿐만 아니라 실시간으로 진화하는 시나리오에 원활하게 적응할 수 있도록 하기 위해서는 엔드 투 엔드형 AI의 기술 발전이 필요하다.
가정 및 서비스업에의 어플리케이션은 복잡한 물리적 시나리오를 제시하고, 고도의 물체 인식 능력과 최신의 기동성, 민첩성과의 균형이 요구된다.
다양한 개인이 휴머노이드와 교류하는 방법이나 휴머노이드에 대응하는 방식을 이해하려면 고도의 의인화가 필요한 복잡성을 한 단계 높여야 한다.
그러나 가정 및 서비스 부문은 특히 60세 이상 인구가 2050년 21억 명으로 현재보다 두 배 증가할 것으로 전망되기 때문에 유망한 시장이며 기회이다.
이 세대는 매일의 일상과 작업에서 휴머노이드 로봇의 지원이 필요한 주력 시장이 될 가능성이 높다.
마지막으로, 이러한 로봇의 재무적 실행 가능성을 높이려면 지속적인 생산비용의 삭감으로 가치 출력이 투입 비용을 넘어서야 한다.
현재 휴머노이드 로봇의 제조 가격은 기본 모델의 경우 USD 3만에서 고급 모델의 경우 USD 15만에 이르며, 이는 지난 2022년의 USD 5만-15만 범위와 비교하면 크게 감소된 것이다. 추가적인 비용절감은 로봇채택에 대한 장벽을 줄이고 특히 가정용은 긍정적인 시장 반응으로 이어질 수 있다.
역사적으로 볼 때 자동차의 시장 확대 패턴과 마찬가지로 향후 15년 내에 개인용 휴머노이드를 가정에서 구매할 수 있는 재정적 능력을 갖추기 시작할 것으로 예상된다.
휴머노이드 로봇의 부흥을 주도하는 기업
휴머노이드 로봇 분야를 주도하는 저명한 기업으로는 보스턴 다이내믹스, 테슬러, 토요다 같은 유명 기업과 Agility Robotics, Figure 같은 스타트업이 있다.
예를 들어, DARPA(국방고등연구계획국) 로봇틱스 챌린지의 일환으로 2013년 보스턴 다이내믹스가 도입한 Atlas는 가장 진보된 휴머노이드 로봇이다.
이족 보행의 민첩성으로 인간과 같은 움직임, 자율 네비게이션에 학습능력을 제대로 갖춘 Atlas는 업계에서 폭넓은 찬사를 받았으며 인터넷에서도 많은 주목을 이끌었다.
Atlas는 빠르고 역동적으로 움직일 수 있는 전신 기술을 갖추고 있다.
물체를 들어 올리고 옮기고, 점프와 백플립과 같은 복잡한 운동을 수행하고, 손재주와 적응력이 필요한 재난 대응 및 제조 작업에도 참여할 수 있다.
Atlas는 연구 플랫폼으로 구매할 수는 없지만 업계에서 혁신의 촉매제 역할을 하고 있다.
아틀라스와 달리 테슬라의 2세대 휴머노이드 로봇인 옵티머스 Gen2는 상업적 목적으로 개발하고 있다.
옵티머스 Gen2는 제조, 건설, 의료 및 엔터테인먼트를 포함한 여러 분야에서 인간을 지원할 수 있는 다용도 범용 로봇이다.
이 로봇은 정밀하고 유연하게 움직일 수 있는 능력을 발휘한다. 손은 자유도 11로 촉각 센서와 고속 액추에이터가 장착되어 있어 물체 조작 기능이 높다.
옵티머스는 테슬라의 전기 자동차에 동력을 공급하는 것과 동일한 신경망을 작동하는 것 외에 배터리 기술, 감지 및 컴퓨팅 능력에 있어서 이 회사의 전문 지식을 통해 경쟁사보다 더 비용 효율적으로 운영할 수 있을 것으로 예상된다. 이 회사 CEO인 일런 머스크는 프로토타입으로 출시 가격은 USD 2만 정도일 것으로 말했다.
또한 테슬러는 이 회사 자동차 제조 시설 내에 휴머노이드를 배치할 계획이며, 이는 채택을 가속하는 촉진제가 될 수 있다.
휴머노이드 가치 사슬 전반의 투자 기회 파악
휴머노이드 시장에 관심이 있는 투자자는 특히 산업, 의료 또는 가정용 로봇 제조업체, AI 칩 제조업체, 센서 개발자, 사물 인터넷 시스템 제조업체, 필수 부품과 재료 공급업체 등을 통해 공급망 전반에서 기회를 찾을 수 있다. 또한 휴머노이드 로봇의 기능을 향상시키는 AI 와 머신러닝 툴 전문 기업에 매력적인 기회가 찾아올 것으로 예상된다.
또한 클라우드 인프라 및 데이터 관리 소프트웨어 제공업체가 특히 가정용 휴머노이드 구현의 이점을 누릴 수 있을 것으로 기대한다.
소비자 기반 휴머노이드 맞춤형 AI 모델에 대한 수요는 데이터 생성도 증가할 가능성이 높으며, 이는 클라우드 컴퓨팅 리소스 및 데이터 관리 툴에 대한 투자 증가를 촉진할 것이다.
공상 과학의 꿈이 경제적 현실로
획기적인 기술 발전과 비용 절감에 힘입은 휴머노이드 기술의 눈부신 발전은 산업 전반에 파괴적 변화의 가능성을 시사하고 있다.
이동성과 인지능력의 결합문제는 현재 어려움이 있지만 계속적인 혁신과 광범위한 채택이 이어질 것으로 예상된다.
2035년까지 전 세계 휴머노이드 로봇 시장의 규모는 USD 4조 8,500억에 육박할 것으로 예상된다.
참고 | https://www.globalxetfs.com/the-rise-of-humanoids-explained/