중국, 휴머노이드 로봇 관절 기술에서 앞서고 뒤처진 부분은?¶
원제목: Where China leads and lags in humanoid joint architecture - Interesting Engineering
핵심 요약
- 중국은 회전식 액추에이터 분야에서 강점을 보이며 저렴한 휴머노이드 로봇 개발에 기여하고 있음.
- 산업 현장에서 요구되는 높은 하중과 정밀도를 만족시키기 위해 행성 롤러 나사 같은 선형 액추에이터 기술이 중요해지고 있음.
- 고정밀 행성 롤러 나사의 중국 내 생산 능력 부족은 산업용 휴머노이드 로봇 발전의 주요 병목 현상으로 작용하고 있음.
상세 내용¶
휴머노이드 로봇 개발 경쟁에서 '뇌'에 해당하는 인공지능 모델에 관심이 집중되는 동안, 실제 움직임을 구현하는 '몸체'와 '소뇌' 역할을 하는 액추에이터, 나사, 감속기 등의 하드웨어 기술 또한 중요한 경쟁 영역으로 떠오르고 있습니다. 특히 중국은 Unitree, Engine AI와 같은 기업들을 중심으로 춤, 점프, 무술 시연까지 가능한 고성능 휴머노이드 로봇을 놀랍도록 저렴한 가격에 선보이며 하드웨어 기술력이 보편화된 것처럼 보이게 만들고 있습니다. 이러한 배경에는 주로 모터, 센서, 엔코더와 함께 회전 운동을 증폭시키는 감속기가 결합된 회전식 액추에이터 기술의 발달이 자리 잡고 있습니다. 특히 하모닉 드라이브와 행성 기어 감속기는 높은 토크를 발생시켜 로봇 팔을 들어 올리거나 걷고 물체를 잡는 등 다양한 움직임을 가능하게 하며, 산업용 로봇 분야에서 오랜 기간 사용되며 성숙하고 비용 효율적인 솔루션으로 자리 잡았습니다. Unitree의 G1 로봇 역시 이러한 회전 기반 관절 메커니즘에 행성 및 하모닉 감속기를 활용하는 대표적인 사례입니다.
하지만 회전식 액추에이터는 그 유연성에도 불구하고 몇 가지 본질적인 한계를 가지고 있습니다. 산업 현장에서 요구되는 50~100kg의 높은 하중을 견디는 데는 5~10kg 정도의 제한적인 적재 능력만을 제공하며, 미세한 정밀도를 요하는 작업에도 어려움을 겪습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 테슬라의 옵티머스, 앱트로닉의 아폴로, 샤오펑의 IRON 등 여러 휴머노이드 모델들은 선형 액추에이터를 채택하고 있습니다. 선형 액추에이터는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 방식으로, 볼 나사와 행성 롤러 나사의 두 가지 주요 형태로 나뉩니다. 볼 나사는 비교적 저렴하고 정밀한 직선 운동을 제공하는 반면, 행성 롤러 나사는 여러 롤러가 하중을 분산시켜 매우 높은 정밀도, 큰 하중, 그리고 장시간 작동에 적합합니다. 특히 엉덩이, 무릎, 발목과 같이 충격이 크고 안정성이 중요한 관절에 이상적인 솔루션으로 평가받고 있습니다. 테슬라 옵티머스 Gen-3 모델이 14개의 행성 롤러 나사를 사용한다는 점은 이 기술의 중요성을 시사합니다.
문제는 이러한 고성능 선형 액추에이터, 특히 산업용 휴머노이드 로봇의 핵심 부품으로 부상하고 있는 행성 롤러 나사 분야에서 중국의 기술력이 아직 부족하다는 점입니다. 중국은 회전식 액추에이터 분야에서는 성숙한 공급망을 구축하고 저렴한 부품 생산에 강점을 보이지만, 고정밀 행성 롤러 나사와 같은 핵심 부품의 자체 생산 능력은 여전히 제한적입니다. 이는 곧 중국이 저비용, 고성능 휴머노이드 로봇을 대량 생산하여 산업 현장에 보급하려는 목표를 달성하는 데 있어 하드웨어, 특히 정밀 부품의 공급망 확보가 가장 큰 걸림돌이 될 수 있음을 의미합니다. 하드웨어 병목 현상은 단순한 기술 격차를 넘어, 중국이 휴머노이드 로봇 시장에서 선두를 유지하고 글로벌 경쟁력을 확보하는 데 있어 중요한 도전 과제가 될 것입니다. 따라서 향후 중국 로봇 산업의 발전은 단순히 AI의 진보뿐만 아니라, 이러한 핵심 하드웨어 부품의 국산화 및 기술 혁신에 달려 있다고 볼 수 있습니다.
편집자 노트¶
이번 기사는 휴머노이드 로봇의 '두뇌'만큼이나 중요한 '몸체', 즉 구동계를 구성하는 하드웨어 기술에 대한 심도 있는 분석을 제공합니다. 특히 중국이 전 세계적으로 휴머노이드 로봇 기술에서 앞서 나가는 것처럼 보이는 배경에는 저렴하고 성숙한 회전식 액추에이터 기술이 있지만, 산업 현장에서 요구되는 더 높은 성능을 위해서는 행성 롤러 나사와 같은 첨단 선형 액추에이터 기술이 필수적이라는 점을 명확히 합니다. 많은 사람들이 AI 기술 발전만을 주목하지만, 실제 로봇이 우리의 삶 속에 들어오기 위해서는 이러한 기계적인 정밀 부품의 발전이 얼마나 중요한지, 그리고 중국이 이 분야에서 겪고 있는 어려움이 무엇인지 짚어주어 독자들에게 새로운 시사점을 제공합니다.
핵심은 '병목 현상'입니다. 마치 고속도로에서 일부 구간이 막히면 전체 교통 흐름이 느려지듯, 중국 로봇 산업은 AI는 빠르게 발전시키고 있지만, 정밀 부품 생산이라는 '병목' 때문에 진정한 의미의 산업용 휴머노이드 로봇 보급에 어려움을 겪을 수 있다는 것입니다. 이는 우리 소비자들이 곧 만나게 될 휴머노이드 로봇의 가격, 성능, 그리고 출시 시기에도 직접적인 영향을 미칠 수 있는 부분이기에 주목할 필요가 있습니다. 만약 이 병목 현상이 해결되지 않는다면, 우리가 기대하는 로봇들이 단순히 시연용에 그치거나, 높은 가격 때문에 일반 가정이나 산업 현장에 널리 보급되기 어려워질 수도 있습니다. 따라서 이 기사는 단순한 기술 동향 소개를 넘어, 미래 기술의 실질적인 상용화 가능성을 가늠해 볼 수 있는 중요한 정보를 담고 있다고 평가할 수 있습니다.