피지컬 AI 시대를 열 로봇, AI 못지않게 액추에이터가 중요한 이유

피지컬 AI 시장 선점을 위한 경쟁이 치열하다 / 출처=현대자동차그룹 [IT동아 강형석 기자] 생성형 AI가 세상을 바꿀 것이라던 흥분이 채 가라앉기도 전에, 인공지능(AI) 산업의 무게중심은 피지컬 AI(실물 인공지능)로 빠르게 옮겨가는 중이다. AI는 인간의 언어를 이해하는 데서 그치지 않고, 일상 속 물리적 노동의 영역까지 파고드는 중이다. 피지컬 AI는 카메라·라이다·힘 센서 같은 측정장비로 환경을 인지하고, 대규모 모델로 판단한 다음, 액추에이터로 움직임을 만들어 상호작용한다. 문을 여는 사소해 보이는 동작조차 손잡이의 형태를 인식하고 필요한 힘을 계산한 뒤, 로봇 팔을 정확한 각도로 돌려야 비로소 완성되는 복합 과정이다. 세 단계 가운데 어느 하나라도 어긋나면 행동은 실패로 이어진다. 시장은 주로 인공지능 신경망의 고도화나 데이터 처리 속도에 주목한다. 컴퓨팅 연산 능력이 로봇의 지능을 결정짓는다고 여기는 탓이다. 하지만 피지컬 AI 구현에 필요한 소프트웨어 못지않게 하드웨어, 그중에서도 로봇의 근육과 관절 역할을 하는 액추에이터(Actuator, 구동기) 역시 중요하다. 아무리 빠른 판단 능력을 가진 인공지능이라 할지라도, 물리적인 힘과 움직임으로 변환해 줄 장치가 없다면 그저 회로 기판 속에 갇힌 데이터 쪼가리에 불과하다. 피지컬 AI의 핵심 부품, 액추에이터는 무엇인가? 액추에이터는 에너지를 공급받아 실제 움직임으로 바꾸는 장치다. 전기·유압·공기압력 등 다양한 형태의 에너지를 힘이나 토크 같은 물리적 운동으로 변환한다. 말하자면 액추에이터는 피지컬 AI에게 사람의 근육과 인대에 해당하는 부품인 셈이다. 피지컬 AI 시장이 열리기 전에는 제조·자동차·항공우주·건물 냉난방 등 광범위한 산업에서 이미 폭넓게 활용되어 왔다. 액추에이터는 크게 세 부품의 조합으로 이뤄진다. 힘을 만들어내는 모터, 회전력을 증폭하거나 방향을 바꾸는 감속기·전달장치, 그리고 얼마나 움직일지 지시하고 위치를 확인하는 제어기·센서다. 에너지를 공급받아 실제 움직임으로 바꾸는 장치인 액추에이터 / 출처=IT동아 작동 원리에 따라 종류도 여러 갈래로 나뉜다. 먼저 전기 방식이다. 전력으로 DC 모터·스텝 모터·서보 모터 등을 구동해 움직임을 만들어낸다. 밀도가 높고 제어가 편하며 배터리와 궁합이 좋다는 게 장점으로 꼽힌다. 유압 방식도 널리 쓰인다. 고압의 오일을 실린더나 피스톤에 밀어 넣어 힘을 낸다. 속도는 느리지만 압도적인...