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피지컬 AI는 인공지능이 디지털 환경을 넘어 실제 공간에서 물체를 인식하고 움직이며 작업을 수행하는 기술 영역입니다. 휴머노이드, 협동로봇, 이동 로봇, 사족보행 로봇처럼 주변 환경과 상호작용하는 로봇이 늘어나면서, 인공지능의 판단을 실제 움직임으로 구현하는 하드웨어의 역할도 함께 중요해지고 있습니다.
피지컬 ai 로봇이 주변 상황을 인식한 뒤 물체를 집거나 이동하고 자세를 유지하려면 감속기와 액추에이터, 센서, 제어기, 전력 장치 등 다양한 부품이 유기적으로 작동해야 합니다. 따라서 피지컬 AI의 발전은 인공지능 모델의 성능뿐 아니라 로봇을 실제로 움직이는 부품의 구조와 설계 방식에도 변화를 요구합니다.
피지컬 AI가 로봇 부품 산업에 가져오는 변화
핵심 요약 — 피지컬 AI 로봇의 종류와 역할이 다양해지면서 부품 산업에서도 출력 성능뿐 아니라 크기, 무게, 설치 공간, 통합 구조와 반복 운전 조건을 함께 고려해야 합니다.
기존 산업용 로봇은 정해진 위치에서 일정한 작업을 반복하는 형태로 활용되는 경우가 많았습니다. 반면 피지컬 AI 로봇은 주변 환경과 작업 대상의 변화에 맞춰 이동 경로와 관절 동작을 조정해야 합니다.
로봇이 수행하는 동작이 다양해지면 관절과 구동부에 가해지는 하중도 계속 달라집니다. 같은 휴머노이드 안에서도 어깨와 팔꿈치, 손목, 허리, 무릎은 각각 필요한 힘과 움직임의 범위가 다릅니다. 이동 로봇이나 사족보행 로봇도 적재 하중과 지면 상태, 이동 방향에 따라 구동부의 작동 조건이 달라질 수 있습니다.
이에 따라 로봇 부품은 정해진 조건에서 한 가지 동작을 수행하는 데 그치지 않고, 반복적으로 변하는 하중을 전달하며 여러 동작에 대응할 수 있어야 합니다. 또한 하나의 로봇에 많은 관절과 센서가 적용되면서 개별 부품의 크기와 무게, 배치 방식이 전체 로봇 설계에 미치는 영향도 커지고 있습니다.
결국 피지컬 AI의 확산은 단순히 로봇 부품의 사용량을 늘리는 변화만을 뜻하지 않습니다. 로봇의 형태와 역할, 실제 운용 환경을 함께 고려해 부품을 설계하고 구성하는 역량이 더욱 중요해지는 변화라고 볼 수 있습니다.
피지컬 AI 로봇이 부품 산업에 요구하는 조건
핵심 요약 — 피지컬 AI 로봇은 여러 관절과 구동부를 사용하므로, 감속기와 액추에이터에는 변화하는 하중에 대응하는 구동 안정성과 제한된 공간에 적용하기 위한 구조 설계가 요구됩니다.
피지컬 AI 로봇은 보행과 자세 유지, 물체 조작, 이동처럼 서로 다른 동작을 연속적으로 수행합니다. 이러한 움직임을 구현하려면 모터에서 발생한 회전력을 각 관절과 이동 장치에 필요한 힘으로 바꾸는 감속기가 필요합니다.
감속기는 모터의 회전 속도를 낮추는 대신 로봇이 물체를 들거나 관절을 움직이는 데 필요한 힘을 전달합니다. 동작 과정에서 발생하는 충격과 부하를 받아들이는 구동부이기도 하므로, 반복적으로 달라지는 하중에서도 안정적으로 작동할 수 있는 구조가 중요합니다.
감속기의 크기와 두께도 중요한 설계 조건입니다. 휴머노이드처럼 여러 관절이 밀집된 로봇에서는 구동부가 커질수록 관절 주변의 프레임과 외장 구조도 함께 커질 수 있습니다. 센서와 케이블, 제어 장치가 들어갈 수 있는 내부 공간도 줄어들 수 있어 출력 성능과 공간 활용성을 함께 살펴봐야 합니다.
액추에이터는 모터와 감속기를 결합해 로봇의 움직임을 직접 만들어 내는 구동부입니다. 로봇 관절에는 이 밖에도 엔코더와 브레이크, 배선, 제어 장치 등이 함께 배치되므로 개별 부품의 성능만큼 전체 구동부가 어떤 구조로 구성되는지가 중요합니다.
구동부의 수가 많아질수록 부품 간 연결 구조와 배선 경로, 설치 공간을 일관되게 구성할 필요도 커집니다. 따라서 피지컬 AI 로봇의 부품 설계에서는 감속기와 액추에이터를 각각의 단일 부품으로만 보기보다, 관절과 로봇 내부 구조를 이루는 하나의 시스템으로 살펴봐야 합니다.
로봇 부품 기업에 요구되는 대응 방식
핵심 요약 — 로봇의 형태와 적용 환경이 다양해지면서 부품 기업에는 제품 공급을 넘어 로봇 구조에 맞는 구동부 구성을 제안할 수 있는 역량이 필요합니다.
피지컬 AI 로봇은 적용되는 분야와 수행하는 업무에 따라 구조가 크게 달라집니다. 휴머노이드 로봇은 사람과 비슷한 외형 안에 여러 관절을 배치해야 하며, 이동 로봇은 배터리와 센서, 적재 공간을 확보하면서도 구동부를 구성해야 합니다. 사족보행 로봇은 각 다리 관절이 몸체 하중을 지지하면서 반복적으로 움직일 수 있어야 합니다.
같은 형태의 로봇에서도 관절이 배치되는 위치에 따라 필요한 조건이 달라집니다. 손목이나 손가락처럼 작은 관절에는 제한된 공간에 배치할 수 있는 구동부가 필요하고, 허리와 다리처럼 큰 하중이 전달되는 부위에는 그에 맞는 힘 전달 구조가 요구됩니다.
따라서 하나의 제품 사양만으로 모든 관절과 장비에 대응하기는 어렵습니다. 로봇 개발 과정에서는 관절의 크기와 필요한 힘, 움직임의 범위, 배선 위치, 결합 구조 등을 함께 살펴보고 적절한 감속기와 액추에이터를 선정해야 합니다.
부품 기업에도 이러한 조건을 바탕으로 제품을 제안하고 적용 구조를 협의할 수 있는 기술 대응력이 필요합니다. 제품의 두께와 외경, 결합 방식, 중공 구조 등 구동부의 여러 요소를 로봇의 설계 조건과 함께 검토할 수 있어야 하기 때문입니다.
피지컬 AI 로봇을 위한 본시스템즈 구동 솔루션
핵심 요약 — 본시스템즈는 BSR 사이클로이드 감속기와 BCSA 액추에이터를 통해 부품 단위와 통합 구동부 단위의 로봇 설계에 대응하고 있습니다.
본시스템즈는 사이클로이드 감속기와 액추에이터 기술을 기반으로 로봇 관절과 자동화 장비에 적용할 수 있는 구동 솔루션을 개발하고 있습니다. 감속기 부품을 직접 구성하려는 개발 환경에는 BSR을, 모터와 감속기가 결합된 구동부가 필요한 환경에는 BCSA를 제안하고 있습니다.
BSR은 사이클로이드 감속 구조를 기반으로 한 감속기 라인업입니다. 면접촉을 통해 구동 과정에서 발생하는 하중을 여러 지점으로 나누어 전달하며, 반복적인 움직임과 하중 변화가 발생하는 로봇 관절과 자동화 장비에 적용할 수 있도록 설계되었습니다.
일부 BSR 제품에는 Pinless 구조가 적용됩니다. Pinless 구조는 기존 핀 구성에서 필요했던 일부 결합 요소를 줄여 감속기 내부 구성을 단순화하는 설계 방식입니다. 부품 구성이 간결해지면 조립 구조를 정리하기 쉬워지고, 제한된 공간 안에서 구동부를 배치할 때 구조적 부담을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
BCSA는 프레임리스 모터와 사이클로이드 감속기를 얇고 컴팩트한 구조로 결합한 액추에이터입니다. 여러 관절이 밀집된 로봇이나 내부 공간이 제한된 자동화 장비에서는 액추에이터의 크기와 두께가 프레임, 센서, 배선의 배치에 영향을 줄 수 있습니다.
BCSA는 이러한 환경에서 구동부가 차지하는 공간을 줄이면서도 관절과 장비에 필요한 힘을 전달할 수 있도록 설계되었습니다. 모터와 감속기가 하나의 구조로 결합되어 있어 구동부의 외형과 설치 위치를 기준으로 주변 부품을 구성하기에도 용이합니다.
피지컬 AI가 산업 현장과 생활 공간으로 적용 범위를 넓혀가기 위해서는 인공지능의 판단을 실제 움직임으로 구현할 수 있는 하드웨어가 함께 뒷받침되어야 합니다. 본시스템즈는 BSR과 BCSA를 기반으로 로봇의 크기와 관절 구조, 필요한 힘과 적용 환경에 맞는 구동 솔루션을 제안하고 있습니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
Q1. 피지컬 AI가 발전하면 로봇 부품 산업에는 어떤 변화가 생기나요?
A. 피지컬 AI 로봇은 주변 환경에 따라 이동하거나 물체를 조작하기 위해 많은 관절과 센서, 구동부를 사용합니다. 이에 따라 부품의 수요뿐 아니라 크기와 무게, 통합 구조, 반복 운전 조건을 함께 고려하는 설계의 중요성도 커지고 있습니다.
Q2. 인공지능 로봇에서 감속기는 어떤 역할을 하나요?
A. 감속기는 모터의 빠른 회전을 줄이고 로봇 관절이나 이동 장치에 필요한 힘으로 바꿉니다. 로봇이 물체를 들거나 자세를 유지하고 반복적으로 움직일 수 있도록 구동력을 전달하는 부품입니다.
Q3. 로봇용 감속기와 액추에이터를 선택할 때 무엇을 살펴봐야 하나요?
A. 관절이나 장비에 필요한 힘과 움직임의 범위뿐 아니라 설치 공간, 제품 크기, 배선 위치와 결합 구조를 함께 살펴봐야 합니다. 같은 로봇에서도 적용 부위에 따라 필요한 조건이 다르므로 실제 설계 환경을 기준으로 제품을 선정하는 것이 중요합니다.
Q4. 로봇 부품 기업의 기술 대응력이 중요한 이유는 무엇인가요?
A. 같은 종류의 로봇이라도 관절 위치와 작업 조건에 따라 필요한 힘과 설치 공간이 달라집니다. 부품 기업이 실제 적용 환경을 이해하고 제품 구성과 결합 방식을 함께 제안할 수 있어야 로봇 개발 과정의 설계 부담을 줄일 수 있습니다.
참고 출처
[1] 본시스템즈 공식 홈페이지 — https://www.bonsystems.com
[2] International Federation of Robotics(IFR) — https://ifr.org
[3] 한국로봇산업진흥원(KIRIA) — https://www.kiria.org
[4] 산업통상자원부 – 소재·부품·장비 정책 — https://www.motie.go.kr
본시스템즈 (Bonsystems)
Pinless 사이클로이드 감속기 · 액추에이터 전문 기업
🔗 본시스템즈 솔루션 → www.bonsystems.com