아틀라스, 45kg 들고 물구나무… 현대차 공장 투입 '초읽기'

로봇 공학의 오랜 한계로 꼽혀온 '고중량 운반'과 '실시간 균형 제어'를 한꺼번에 돌파한 인간형 로봇이 이제 공장 문 앞에 섰다.

보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics)의 인간형 로봇 '아틀라스(Atlas)'가 최근 잇따른 기술 시연을 통해 산업 현장 투입을 위한 핵심 역량을 공개적으로 입증했다.

인터레스팅엔지니어링은 지난 18일(현지시각) 아틀라스가 강화학습(Reinforcement Learning)과 대규모 시뮬레이션 훈련을 거쳐 100파운드(약 45㎏)에 달하는 산업용 대형 물체를 스스로 들어 올리고 운반하는 데 성공했다고 보도했다.

이보다 앞서 블룸버그는 지난 6일(현지시각) 아틀라스 양산형 개발 모델이 공개 시연에서 처음으로 물구나무서기와 L자형 균형 동작을 선보였다고 전하며, 이것이 상업화 단계가 임박했다는 가장 명확한 신호라고 평가했다.

아틀라스가 무거운 물체를 자유자재로 다루는 핵심 기술은 고도화된 강화학습에 있다.

보스턴 다이내믹스는 아틀라스를 실제 현장에 투입하기 전, 물체의 무게·바닥 마찰력·파지(把持) 강도·물체 위치 등 다양한 변수를 반영한 가상 환경에서 그래픽처리장치(GPU)를 활용해 수천 대의 시뮬레이터를 병렬 구동했으며, 로봇은 이 가운데 수백만 시간에 달하는 반복 훈련을 소화했다고 밝혔다.

훈련은 기준 동작(Reference Trajectory)에서 출발한다. 동작 애니메이션이나 원격 조작 시연을 바탕으로 아틀라스는 물체를 놓치지 않고 균형을 유지하는 데 성공할 때마다 보상을 받는 방식으로 반복 훈련을 이어간다.

시뮬레이션에서 안정적인 성능이 확인되면 실제 로봇에 적용해 현장 데이터를 수집하고, 이를 다시 훈련에 반영하는 순환 구조를 갖췄다.

시뮬레이션과 현실 환경의 괴리, 이른바 '심 투 리얼(Sim-to-Real) 격차'를 좁히는 데는 하드웨어 설계의 단순화가 주효했다. 아틀라스는 몸 전체에 단 두 종류의 구동기(Actuator)만을 사용하고, 팔과 다리를 대칭 구조로 설계했다.
또 관절을 가로지르는 케이블을 없애 관절이 끊김 없이 회전할 수 있도록 함으로써 마모를 줄이고 운동 자유도를 높였다. 시뮬레이션 모델과 실제 로봇의 일치도가 높아질수록 훈련된 행동 패턴이 현장에서 오류 없이 작동할 가능성도 커진다.

아틀라스는 시각 정보에만 의존하는 기존 방식에서 벗어나 '고유 감각(Proprioception)'을 핵심축으로 삼는다. 물체를 옮기는 중 예기치 못한 미끄러짐이나 무게 변화가 발생해도 관절과 센서 데이터를 통합해 즉각 자세를 보정하는 능력을 갖췄다.

보스턴 다이내믹스는 50~70파운드(약 23~32㎏) 하중을 기준으로 훈련을 진행했지만, 시험 과정에서 100파운드(약 45㎏)가 넘는 소형 냉장고를 들어 올리는 데도 성공했다고 덧붙였다.


보스턴 다이내믹스가 지난 5일(현지시각) 공개한 영상은 단순한 기술 시연을 넘어 양산형 모델의 첫 공개 동작이라는 점에서 더욱 주목받았다.

현대차가 2021년 인수한 보스턴 다이내믹스의 아틀라스는 유튜브에 올라온 영상에서 물구나무서기를 선보인 뒤 두 손으로만 온몸을 지탱하는 'L자 앉기(L-sit)' 자세로 전환했다.

이 동작은 이전 시제품들이 선보인 공중제비나 파쿠르(장애물 달리기)를 뛰어넘는 것으로, 인간의 골격 구조가 허용하지 않는 수준의 균형 능력과 관절 제어력을 보여줬다.

보스턴 다이내믹스는 이 동작이 '강화학습'을 기반으로 완성됐다고 설명했다. 반복적인 시뮬레이션과 자기 피드백을 통해 최적의 균형·동작 전략을 스스로 찾아내는 학습 방식으로, 유연성과 자동화된 학습 능력은 실제 제조 현장에서 효율을 극대화하는 핵심 요건으로 꼽힌다.

다올투자증권의 유지웅 애널리스트는 블룸버그에 "이번 영상이 양산형 아틀라스의 첫 실제 동작 시연이며, 현대차가 인간형 로봇의 상업적 대규모 생산에 근접했다는 가장 명확한 신호"라고 말했다.

기업용 아틀라스 양산 모델은 자유도(Degrees of Freedom) 56개와 촉각 감지 기능을 갖춘 네 손가락 그리퍼를 탑재했다. 보스턴 다이내믹스는 공식 소셜미디어(X)에 "상업적 목표와 로봇 공학 연구 사이의 균형을 잡는 일이 까다롭기는 하지만, 아틀라스로 그 균형을 찾아가고 있다"고 밝혔다.


아틀라스의 행보는 단순한 기술 시연에 머물지 않는다. 보스턴 다이내믹스의 최대 주주인 현대차그룹은 이미 구체적인 공장 투입 로드맵을 공표했다.

아틀라스는 우선 부품 배열 등 안전성과 품질이 검증된 작업부터 시작하며, 2030년까지 차량 부품 조립 작업으로 범위를 넓힌다는 계획이다. 현대차그룹은 2028년까지 연간 3만 대 규모의 아틀라스 생산 능력을 갖출 로봇 전용 공장을 짓겠다는 목표를 세웠다. 구동기(Actuator) 공급은 현대모비스가 맡아 그룹 내 수직 계열화를 완성하는 구조다.

현재 아틀라스 생산량은 월 4대 수준에 불과하지만, 신규 공장이 가동되면 산업 규모의 양산 체제로 전환된다. 보스턴 다이내믹스 최고경영자(CEO) 로버트 플레이터(Robert Playter)는 "이것이 우리가 만든 로봇 가운데 최고이며, 인류의 삶을 더 안전하고 생산적으로 바꾸는 오랜 꿈에 다가가는 첫걸음"이라고 말했다.

소프트웨어 생태계 확장도 병행된다. 보스턴 다이내믹스는 구글 딥마인드와 협력해 아틀라스에 최첨단 인공지능(AI) 기반 모델을 접목하고, 한 대의 아틀라스가 새로운 작업을 학습하면 그 능력이 플릿(Fleet) 전체에 즉시 복제·배포되는 구조를 구축하고 있다.


현대차와 보스턴 다이내믹스가 아틀라스의 상업화에 속도를 내는 가운데, 글로벌 경쟁은 한층 치열해지고 있다.

중국 유비테크(UBtech)는 최근 워커 S2(Walker S2) 인간형 로봇을 자동차 조립·스마트 제조·물류·인공지능 데이터 센터 등 다수 분야에 단계적으로 배치하는 영상을 공개했으며, 테슬라는 '옵티머스(Optimus)' 로봇의 최신 버전을 2026년 말까지 양산에 돌입하겠다고 밝혔다.

메르세데스-벤츠와 BMW도 각각 로봇 기업에 지분을 투자하거나 시험 도입을 진행 중이다.

보스턴 다이내믹스는 공식 X 계정을 통해 "상업적 목표와 로봇 공학 연구 사이의 균형을 잡는 일이 까다롭다"고 스스로 인정했다. 현대차도 로봇 사업에 수십억 달러를 쏟아붓고 있지만, 중국 제조사들이 현재 인간형 로봇 시장을 장악하고 있어 경쟁이 만만치 않다는 평가가 나온다.

대규모 산업 현장에서의 내구성, 전력 효율, 안전사고 예방 체계 등은 아틀라스가 넘어야 할 실무 과제로 지목된다.

아틀라스의 배터리는 일반 사용 환경에서 4시간 구동이 가능하며, 3분 안에 자율 배터리 교체가 이뤄지는 구조로 24시간 연속 가동을 지원한다. IP67 등급 방수·방진 설계로 먼지나 이물질이 많은 현장에서도 세척과 유지보수가 가능하다.

공장 문 앞에 선 인간형 로봇이 '유행성 시연'을 넘어 실제 산업 혁명의 도구로 자리매김할 수 있을지, 그 첫 번째 시험대는 이미 현대차 조지아주 공장에 마련돼 있다.


진형근 글로벌이코노믹 기자 jinwook@g-enews.com