공장 자동화에서 빠진 감각은 ‘촉각’이다

1997년에 설립되어 정교한 로봇 손 분야의 기준점으로 널리 인정받는 런던 소재 로봇 제조사 섀도우 로봇 컴퍼니(Shadow Robot Company)는 10월 19일, 마그데부르크에 본사를 둔 응용 연구 기관인 프라운호퍼 공장 운영 및 자동화 연구소(IFF)와 6개월간의 공동 프로젝트를 시작한다고 발표했다. 독일 마그데부르크에 위치한 응용 연구 기관인 프라운호퍼 공장 운영 및 자동화 연구소(IFF)와 6개월간의 공동 프로젝트를 시작해, 촉각 감지 기능이 있는 정교한 로봇 손이 기존의 산업용 그리퍼로는 여전히 수행할 수 없는 제조 조립 작업을 수행할 수 있는지 테스트할 것이라고 발표했다. 두 기관 모두 유럽 로봇 협회인 euRobotics aisbl의 회원사이며, 이 프로젝트는 의도적으로 휴머노이드 로봇을 범위에서 제외했다. 테스트 대상인 정교한 로봇 손은 이족 보행 플랫폼이 아닌, 이미 공장 현장에서 흔히 사용되는 일반적인 협업형 산업용 로봇 팔에 장착될 예정이다.

이 프로젝트의 전제는 프라운호퍼 IFF가 명료하게 밝힌 수치에 기반합니다. 오늘날 고도로 자동화된 생산 라인에서 작업의 10~20%는 여전히 수작업으로 이루어지는데, 이는 작업 자체가 개념적으로 어렵기 때문이 아니라 시중에서 구할 수 있는 자동화 기술로는 이를 안정적으로 수행할 수 없기 때문입니다. 화려한 시연이 아닌 바로 그 격차가 이 파트너십이 추구하는 실질적인 시장이며, 이는 올해 동일한 조달 예산을 놓고 경쟁하는 대부분의 헤드라인을 장식하는 휴머노이드 관련 발표들보다 훨씬 더 지속 가능한 상업적 목표입니다.

손이 해결하는 곳에서 그리퍼가 주춤하는 이유

산업 자동화는 수십 년 전, 단일 부품 형상과 반복 가능한 단일 동작을 위해 설계된 그리퍼를 사용하여 제조 조작 작업의 쉬운 80~90%를 해결했습니다. 남은 작업들은 바로 그 접근 방식으로는 해결하기 어렵습니다. 왜냐하면 이러한 작업들은 경직된 두 손가락 그리퍼가 제공할 수 없는 것들, 즉 가변적인 그립 힘, 적응 가능한 손가락 배치, 그리고 비전 시스템이 예측한 위치가 아닌 부품이 실제로 손에 어떻게 놓여 있는지에 대한 피드백을 필요로 하기 때문입니다. 부품을 특정 방향으로 정렬해야 하는 정밀 조립 작업의 경우,

접촉면을 육안으로 확인하지 않고도 올바르게 삽입되고 고정되는 것이 교과서적인 사례이며, 이는 바로 섀도우 로봇(Shadow Robot)과 프라운호퍼 IFF가 목표로 삼고 있는 분야입니다.

프라운호퍼 IFF의 그룹 매니저인 호세 사엔즈(José Saenz) 박사는 중복된 엔지니어링 노력을 피하기 위한 파트너십의 논리를 설명했습니다. 사엔즈 박사는 “섀도우 로봇이 원격 조작 분야에서 쌓아온 풍부한 경험을 바탕으로, 촉각 센서가 장착된 5손가락 손을 원격 조작할 수 있는 즉시 사용 가능한 완벽한 시스템을 갖추고 있었다”고 말했습니다. “통합 작업에 시간을 낭비하는 대신, 세계에서 가장 진보된 정교한 손 중 일부를 활용해 바로 실행에 착수할 수 있습니다.” 이러한 접근 방식은 상업적으로도 중요합니다. 프라운호퍼 IFF는 연구적 명분을 입증하기 위해 손을 처음부터 새로 제작하는 것이 아니라, 이미 상용화된 제품을 차용하고 있으므로 6개월의 기간을 하드웨어를 제작할 수 있는지 여부가 아니라, 이 조합을 실제로 도입할 가치가 있는지에 대한 더 어려운 질문에 답하는 데 집중할 수 있습니다.

최종 목표가 아닌 데이터 엔진으로서의 원격 조작

이 프로젝트의 구조는 현재 물리적 AI 전반에서 두드러지게 나타나는 패턴을 따릅니다. 즉, 원격 조작은 영구적인 제어 모드라기보다는, 궁극적으로 인간이 개입해야 하는 정도를 줄여주는 훈련 데이터를 생성하는 메커니즘으로 더 많이 활용되고 있습니다. 섀도우 로봇(Shadow Robot)의 기여는 특히 촉각 감지 기능과 결합된 즉시 사용 가능한 원격 조작 설비에 있습니다. 이는 프로젝트 기간 중 성공 여부와 관계없이 모든 조작 시도가, 시각 정보만 사용하는 시스템으로는 포착할 수 없는 ‘접촉 정보가 풍부한’ 데이터를 정확히 생성함을 의미합니다. 카메라는 접촉이 발생하기 전에 부품이 어디에 있는지 제어 시스템에 알려줄 수는 있지만, 일반적으로 부품이 얼마나 단단히 잡혀 있는지, 미끄러지기 시작했는지, 삽입이 제대로 이루어졌는지 등을 시스템에 전달할 수는 없습니다. 그리고 바로 이러한 신호들이 시연에서 작동하는 그리퍼와 실제 생산 현장에서 한 교대 근무를 무사히 버티는 그리퍼를 구분 짓는 핵심 요소입니다.

리치 워커, 섀도우 로봇(Shadow Robot) 대표이자 선출된 이사

euRobotics aisbl의 한 관계자는 이번 협력을 ‘처음부터 시작하는 파트너십’이 아닌, 오랜 기간 이어져 온 전문적인 관계의 일환으로 규정하며, euRobotics의 공동 프로젝트를 통해 프라운호퍼 IFF 팀과 10년 넘게 알고 지내왔다고 언급했다. 워커는 “마침내 이와 같은 최첨단 프로젝트에서 그들과 직접 협력하게 되어 매우 기쁘고 정말 설레는 일”이라고 말했다. 지난 10년간 이어져 온 이러한 교류 자체만으로도 구매자들에게 유용한 신호가 됩니다. 이미 서로의 역량을 잘 이해하고 있는 두 기관 간의 6개월간 기술 협력은, 서로를 전혀 모르는 두 기관이 동일한 기간 내에 동일한 범위의 프로젝트를 시도하는 것보다 실질적으로 위험이 훨씬 낮은 선택이기 때문입니다.

두 회사 모두 아직 답을 찾지 못한 질문

이 프로젝트를 단순한 연구 협력 사례로 치부하지 않고 주목해야 할 이유는, 양측 파트너 모두 이 프로젝트의 핵심 질문에 대한 답을 아직 모른다는 점을 분명히 하고 있기 때문이다. 이 프로젝트는 해당 제조 작업에 5손가락의 정교한 조작 능력이 실제로 필요한지, 아니면 더 단순하고 저렴한 손 설계로도 동일한 결과를 얻을 수 있는지 검증할 예정이다. 이는 정교한 손을 제조하는 업체가 문서화하기에는 이례적인 일입니다. 섀도우 로봇(Shadow Robot)에게 상업적으로 유리한 답변은 복잡하고 정교한 다섯 손가락 손이 언제나 올바른 도구라는 것이기 때문입니다. 반대 가설을 검증하고, 그 결과가 어떻든 간에 이를 공개하는 것은, 자사 제품만이 필수적이라는 결론만을 내리는 공급업체 자금 지원 연구보다, 회의적인 산업계 구매자에게 이 프로젝트의 최종 연구 결과에 더 큰 신뢰성을 부여합니다.

또한 이 프로젝트를 통해 촉각 감지 정밀 조작 시스템을 통제된 시험 단계에서 실제 배치 가능한 단계로 발전시키는 데 드는 비용—필요한 공학적 접근 방식, 특정 제조 셀에 고유한 통합 과제, 동일한 작업을 수행하는 기존 그리퍼 솔루션 대비 실제 비용 차이—이 밝혀질 것입니다. 이것이 바로 조달 팀이 필요로 하는 정확한 수치이지만, 제품 발표를 통해서는 거의 얻을 수 없는 정보입니다. 6개월간의 공동 연구

이 프로젝트는 영업 제안과 달리, 해결하려는 문제의 난이도를 과소평가할 상업적 동기가 전혀 없습니다.

독일 연구소의 상업적 논리

프라운호퍼 IFF는 자사가 ‘자동화 제조’라고 명명한 분야에 독일의 고품질 수공예 전통을 접목했다는 점을 바탕으로 사명을 설명하며, 산업계 고객들이 기존 방식으로는 자동화에 실패했던 문제들을 해결하는 기관으로 자리매김하고 있다. 이는 논문 게재 가능한 결과를 추구하는 대학 로봇공학 연구실과는 다른 출발점이며, 이 프로젝트가 광범위한 조작 연구 과제가 아닌, 개별 부품과의 정밀한 상호작용을 구체적으로 요구하는 조립 작업에 국한된 범위를 갖는 이유를 설명해 줍니다. 산업 고객들이 실제로 제기하는 문제 해결에 자금 조달 모델이 의존하는 응용 연구 기관은, 연구비 지원 위원회에만 책임을 지는 연구실보다 우아하지만 상업적으로 무의미한 연구 주제를 추구할 여지가 적다.

섀도우 로봇(Shadow Robot)은 파트너십의 다른 측면에서 비슷한 수준의 상업적 기반을 갖추고 있습니다. 이 회사의 ‘섀도우 핸드(Shadow Hand)’ 플랫폼을 넘어, ‘DEX-EE’ 시리즈는 구글 딥마인드(Google DeepMind)를 위해 개발되었으며, 고객 및 파트너 목록에는 NASA, 오픈AI(OpenAI), 지멘스(Siemens), GSK가 포함되어 있을 뿐만 아니라, 영국 첨단연구발명청(ARIA)이 자금을 지원하는 프로그램에도 기여하고 있다. 우주 기관부터 제약 제조사에 이르기까지 이토록 다양한 고객층에 정교한 하드웨어를 공급하는 기업은 이미 자사 하드웨어가 연구실 밖에서도 견딜 수 있음을 입증해야만 했으며, 이는 단지 시연 영상에서만 성능을 보여준 손과는 차원이 다른 기준이다.

정교한 조작 기능을 평가하는 구매자들에게 이는 무엇을 의미하는가

현재 민첩하고 촉각 감지 기능이 있는 로봇 손이 내년 자동화 로드맵에 포함되어야 할지 여부를 검토 중인 제조업체와 시스템 통합업체들에게, 이 프로젝트가 도출하고자 하는 솔직한 답변은 아직 나오지 않았으며, 그

바로 그 이유 때문에 오늘 당장 행동에 옮기기보다는 지켜볼 가치가 있는 것입니다. 이 분야를 평가하는 조달 팀은 6개월이라는 기간을 자연스러운 점검 시점으로 삼아야 합니다. 만약 섀도우 로봇(Shadow Robot)과 프라운호퍼 IFF(Fraunhofer IFF)가 정교한 손이 합리적인 비용으로 자동화 가능한 작업의 10~20% 격차를 해소한다는 연구 결과를 발표한다면, 이는 해당 기관이나 유사한 공급업체와 시범 운영에 대한 논의를 시작해야 한다는 신뢰할 만한 신호가 될 것입니다. 반대로, 연구 결과가 테스트된 대부분의 작업에서 손의 민첩성에 대한 요구 사항이 과대평가되었음을 보여준다면, 이는 투자를 더 단순하고 저렴한 엔드 이펙터 설계로 전환할 수 있게 해주기 때문에 마찬가지로 유용한 정보가 됩니다.

이 파트너십에서 더 깊이 있는 시사점은 휴머노이드 로봇 공학 논의가 어디를 향해 왔는지와 실제 단기적인 산업적 기회가 어디에 있는지를 비교해 볼 때 드러납니다. 올해 물리적 AI 분야에서 대부분의 자본과 관심은 걷기, 균형 잡기, 조작을 동시에 시도하는 전신 휴머노이드 플랫폼에 쏠려 있습니다. 이는 공장에서 이미 설치, 전원 공급, 안전 인증 방법을 알고 있는 고정형 또는 팔 기반 플랫폼에 장착된 정교한 조작보다 훨씬 더 어려운 통합 문제입니다. 섀도우 로봇(Shadow Robot)과 프라운호퍼 IFF(Fraunhofer IFF)는 화려하지는 않지만 수작업 조립 작업의 10~20%를 차지하는 부분이 범용 휴머노이드보다 더 가깝고 자금 조달이 용이한 목표라고 보고 있으며, 전신이 아닌 손이 가장 먼저 해결해야 할 핵심 요소라고 판단하고 있다.

이 프로젝트의 6개월 일정이 이제 시작되었으며, 주목해야 할 다음 구체적인 이정표는 어느 측이 먼저 결과를 발표하느냐, 즉 공장이 이미 보유하고 있는 하드웨어에 장착된 민첩한 손이 기존 자동화 기술로는 결코 달성할 수 없었던 작업 유형을 성공적으로 수행하는지를 지켜보는 것이다.

이 분석은 섀도우 로봇 컴퍼니(Shadow Robot Company)와 프라운호퍼 공장 운영 및 자동화 연구소(IFF)의 성명서와 공개된 프로젝트 자료를 종합하여 작성되었습니다.

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