로봇 손끝 감각까지 데이터화…정부, 피지컬AI에 1.4조 투입

정부가 피지컬 인공지능(AI) 구현에 필요한 현실 세계 데이터를 모으기 위해 '로봇 훈련소'를 구축한다. 로봇이 손을 뻗고, 물건을 집고, 장비를 제어하는 데 필요한 행동 데이터를 수집·가공하고 부족한 데이터는 합성데이터로 보완할 수 있는 시설이다.

◇ 행동 데이터 모을 '로봇 훈련소'

13일 업계에 따르면 과학기술정보통신부는 피지컬AI 학습 데이터를 구축하기 위한 시설 조성을 추진하고 있다. 피지컬AI 시대에는 현실 세계 데이터를 누가 먼저 확보하고 학습시키느냐가 경쟁력을 좌우한다는 판단에서다. 생성형AI가 인터넷에 축적된 텍스트와 이미지, 코드 데이터를 학습했다면 피지컬AI는 로봇과 장비가 실제 물리환경에서 움직이며 쌓은 행동 데이터가 필요하다. 이 시설은 로봇 구동에 필요한 기본 행동 데이터와 합성데이터를 생산·가공하는 거점 역할을 맡는다.

정부가 해당 시설 구축에 나선 것은 데이터 부족이 피지컬AI 구현의 최대 병목으로 꼽히기 때문이다. 로봇이 물건을 집고, 도구를 쥐고, 나사를 돌리고, 생산설비와 협업하려면 단순한 이미지 인식만으로는 부족하다. 손을 뻗기, 잡기, 비틀기, 당기기처럼 물리적 행동을 쪼갠 단위 동작 데이터를 충분히 학습해야 한다.

예컨대 과일 따기 작업도 로봇 입장에서는 대상 인식, 팔 이동, 손가락 힘 조절, 비틀기, 당기기 등 여러 동작이 결합된 복합 행동이다. 정부는 중소기업 현장, 지역 실증 사업, 스타트업 보유 데이터 등을 활용해 민감도가 낮은 기본 행동 데이터부터 확보한다는 구상이다.

부족한 데이터는 합성데이터로 보완한다. 합성데이터는 실제 데이터를 기반으로 조명, 각도, 물체 위치, 작업 환경 등을 바꿔 가상 학습 데이터를 대량으로 만드는 기술이다. 실제 산업 현장 데이터를 무한정 수집하기 어려운 만큼, 합성데이터를 활용해 로봇 학습 속도를 높이겠다는 전략이다.

◇ 경남은 초정밀 제어, 전북은 자율공장

과기정통부와 정보통신산업진흥원(NIPA)은 이와 함께 오는 28일까지 '2026년 경남·전북 AX 연구개발사업' 공모를 진행한다. 이 사업은 정부가 추진하는 '대한민국 대도약 3대 메가프로젝트'의 일환으로, 2026년부터 2030년까지 5년간 총 1조4131억원이 투입된다. 경남에는 6763억원, 전북에는 7368억원이 각각 배정됐다.

1조4000억원 규모의 경남·전북 AX 연구개발사업은 이 같은 데이터 인프라를 바탕으로 피지컬AI 기술을 실제 제조 현장에 적용하는 것이 핵심이다. 피지컬AI는 현실 세계에서 인식·판단·제어가 함께 이뤄져야 하는 기술인 만큼 연구실 수준의 모델 개발만으로는 산업 적용에 한계가 있다는 게 정부의 판단이다.

경남에서는 '인간-AI 협업형 물리지능행동모델(LAM) 개발 글로벌 실증' 사업이 추진된다. 제조 공정 단위의 초정밀 제어 기술을 확보하는 것이 목표다. 경남 사업에서는 제조 공정에서 발생하는 열역학, 유체역학 등 물리 법칙을 AI 모델에 반영하는 '물리법칙 내재화'(PINN) 기술도 개발한다. 실제 제조 현장의 공정·장비·센서 데이터를 융합해 정밀 예측과 제어가 가능한 데이터를 만들고, 인간과 AI가 안전하게 협업하는 모델을 실증한다.

전북에서는 공장과 물류 시스템 전체를 연결·운영하는 피지컬AI 소프트웨어 플랫폼을 개발한다. 과기정통부는 경남의 제조 공정 초정밀 제어 기술과 전북의 자율공장 운영 기술을 연계해 하나의 피지컬AI 플랫폼으로 발전시킨다는 계획이다.

박태완 과기정통부 정보통신산업정책관은 "피지컬AI는 대한민국 제조업의 경쟁력을 새롭게 정의할 핵심 기술"이라며 "제조 공정부터 공장 운영까지 AI가 주도하는 K-피지컬AI 기반 제조 혁신 모델을 만들고, 이를 세계 시장으로 확산시켜 대한민국의 새로운 수출 경쟁력으로 키워 나가겠다"고 말했다.

이영애 기자 0ae@hankyung.com