피지컬 AI, 산업의 물리적 한계를 넘다...로봇과 인간이 함께 일하는 시대가 온다

엔비디아, 삼성전자, 현대자동차그룹이 주도하는 ‘피지컬 AI(Physical AI)’ 시대가 본격적으로 개막하면서, 인공지능이 인간의 언어를 이해하는 수준을 넘어 물리적 세계를 스스로 인식하고 행동하는 새로운 산업 혁명이 시작됐다.

정부는 내년도 예산안에 10조 원 규모의 AI 투자를 포함하며, 피지컬 AI 강국 도약을 위한 국가적 청사진을 제시했다. 

 엔비디아, ‘AI의 두뇌에서 로봇의 몸으로’...피지컬 AI 플랫폼 주도

피지컬 AI는 현실 세계를 인식·판단·조작할 수 있는 인공지능 시스템으로, 자율주행차·산업용 로봇·스마트팩토리 등에서 인간의 개입 없이 작업을 수행한다.

이 기술의 핵심 주자는 단연 엔비디아(NVIDIA)다.

젠슨 황 엔비디아 CEO는 “AI 기술이 소프트웨어를 넘어 물리적 세계와 상호작용하는 ‘피지컬 AI 모먼트’를 맞이했다”며, “로봇 산업은 곧 챗GPT와 같은 변곡점을 맞을 것”이라고 말했다.

엔비디아는 옴니버스 기반 로봇 시뮬레이터 ‘아이작 심(Isaac Sim)’, 휴머노이드 파운데이션 모델 ‘아이작 그루트 N1(GROOT N1)’, 로봇용 시스템온칩(SoC) 플랫폼 ‘젯슨 Thor’ 등을 통해 로봇의 두뇌부터 몸까지 통합 제어하는 AI 생태계를 구축했다.

이는 단순한 알고리즘 수준을 넘어, 로봇이 현실 속에서 학습·조작·생산을 수행할 수 있도록 하는 풀스택 피지컬 AI 플랫폼으로 평가된다.

한국의 양대 축...삼성·현대차, ‘K-피지컬 AI’ 전면에 나서다

국내에서는 삼성전자와 현대자동차그룹이 피지컬 AI 산업의 주력으로 떠올랐다.

삼성전자는 레인보우로보틱스 최대 주주로 올라서며 로봇 연구를 강화하고, ‘미래로봇추진단’을 신설해 AI·SW 기반 휴머노이드 개발에 속도를 내고 있다.

현대차그룹은 보스턴 다이내믹스 인수 이후, 휴머노이드 로봇 ‘아틀라스(Atlas)’를 생산라인에 시범 투입하며 인간과 로봇이 공존하는 공장 생태계 구축을 추진 중이다.

두 기업의 행보는 단순한 자동화 수준을 넘어, AI가 스스로 판단해 공정을 운영하는 자율형 제조 환경으로의 전환을 의미한다.

이는 한국이 피지컬 AI 강국으로 부상할 수 있는 결정적 기회로 평가된다.

독일·일본, 정부 주도의 피지컬 AI 정책 모델

피지컬 AI 경쟁은 민간 기술력뿐 아니라 국가 차원의 산업 전략이 필수적이다.

독일은 ‘인더스트리 4.0’을 통해 생산 설비에 정보통신기술(ICT)을 접목하고, OPC UA(산업 자동화 통신 표준)를 적용해 로봇 연결 장벽을 낮췄다.

이를 기반으로 공정 데이터 표준화를 달성하며 AI 학습용 고품질 데이터셋 확보라는 산업적 토대를 구축했다.

일본은 ‘로봇 신전략’과 ‘AI 국가 프로젝트’를 중심으로 디지털 전환(DX)과 AI 전환(AX)을 통합 추진했다.

과학기술정책연구원(STEPI)에 따르면, 일본의 스마트 제조 시장은 2019년부터 2024년까지 연평균 10.2% 성장률을 기록하며, 피지컬 AI 확산의 대표 사례로 평가받고 있다.

디지털 트윈, 현실을 복제해 효율을 극대화하다

피지컬 AI의 핵심 응용 분야는 디지털 트윈(Digital Twin)이다.

이는 실제 설비·라인·로봇을 가상공간에 동일하게 구현해, 공정 최적화와 병목 제거를 사전에 시뮬레이션할 수 있도록 하는 기술이다.

현대차그룹은 엔비디아의 WFM 플랫폼을 기반으로 디지털 트윈을 제조 공정에 적용 중이며, LG전자는 포장·물류 자동화를 위한 스마트팩토리 솔루션을 개발해 공정 효율을 실시간으로 검증한다.

AI 시뮬레이션을 활용하면 신규 설비 시험 기간을 최대 50% 단축하고, 생산 병목을 제거해 생산성을 극대화할 수 있다.

인간의 한계를 확장하는 ‘피지컬 AI 시대’

피지컬 AI는 인간의 노동을 대체하는 기술이 아니라, 산업과 인간의 한계를 확장하는 기술 혁명이다.

AI가 언어를 생성하던 시대에서 벗어나 세계를 조작하고 움직이는 존재로 진화하면서, 산업의 패러다임은 ‘디지털 전환(DX)’에서 ‘행동 중심 전환(AX, Action Transformation)’으로 이동하고 있다.

피지컬 AI는 결국 인간과 기계가 함께 일하는 시대를 열며, 산업 생산성·경제 효율·기술 윤리의 새로운 균형점을 모색하게 될 것이다.

그리고 그 과정에서 우리는 AI가 인간을 대신하는 시대가 아니라, 인간의 가능성을 확장하는 시대를 맞이하게 될 것이다.

테크인싸 칼럼니스트  tlswnqor@naver.com