일본산업뉴스요약

휴머노이드 로봇, 중국이 압도적 우위로 선도하고 있어
일본은 핵심 부품 기술로 만회에 나서

피지컬 AI(인공지능) 활용의 대표격이라고 할 수 있는 휴머노이드 로봇. 미국과 중국에서 휴머노이드 로봇 시장이 활기를 띠고 있는 가운데, 한때 세계를 리드했던 일본의 존재감은 희미해지고 있다. 그렇다고 아무 것도 하고 있지 않은 것은 아니다. 최근 일본에서 독자적인 AI 개발과 높은 기술력을 보유한 부품 업체의 시장 진입 촉진을 통해 반등하려는 움직임이 활발해지고 있다.

-- AI 학습량과 부품 공급망에서 우위를 점하고 있는 중국 --
휴머노이드 로봇 분야에서 중국이 눈부신 성장세를 보이고 있다. 예를 들어, 2025년에 일본 법인도 설립한 AgiBot(智元機器人)은 출하 대수 기준으로 세계 1위를 기록했으며, 올 3월에는 휴머노이드 로봇의 누적 생산 대수가 1만 대에 달했다고 발표했다.

AgiBot의 강점은 로봇을 구동하는 AI도 자체적으로 구축한다는 점이다. AgiBot은 대규모 언어 모델(LLM)과 화상(이미지) 정보를 기반으로 로봇의 행동을 생성하는 VLA(Vision-Language-Action) 모델 구축을 위해 사람이 로봇에게 동작을 학습시키는 학습 거점을 보유하고 있다. 실제로 AgiBot으로부터 데이터셋을 직접 구매한 한 로봇 관계자는 “현장을 시찰했을 때, 약 10개 거점에서 8시간 2교대제로 데이터 수집 체계를 운영하는 것을 보고 놀랐다. 데이터가 폭발적으로 증가하고 있다”라고 말한다.

하드웨어 측면에서도 중국은 드론 산업을 배경으로 구축된 부품 공급망을 보유하고 있다. 휴머노이드 로봇 등을 개발하는 RT(도쿄)의 나카가와(中川) 대표이사는 “당사 내에서 사족 보행 로봇의 시제품을 제로에서 시작해 보행하는 단계까지 총 4주 반이 걸렸다. 중국의 신흥 기업이라면 3주 안에 만들어낼 수 있을 것으로 본다”라고 언급. 이 1주일 반의 차이가 일본과 중국의 부품 공급망의 차이라고 지적한다.

-- 일본도 학습 데이터를 수집, 방법도 고안 --
휴머노이드 로봇 분야에서 뒤처지고 있는 일본에 강한 위기감을 느끼는 업계 단체와 기업들이 반격에 나섰다. 로봇 제어에 사용되는 기반 모델 구축에 착수한 것은 NEC와 KDDI 등이 정회원으로 이름을 올린 AI 로봇 협회 AIRoA이다. AIRoA는 도요타자동차의 생활 지원 로봇 ‘HSR’을 활용해 약 7만 시간 분량의 데이터를 수집하고 있다. AIRoA의 이사이자 도쿄대학 대학원 공학계 연구과 교수인 마쓰오(松尾) 교수는 “하드웨어와 작업의 종류 등 데이터의 질도 높이고 싶다”라고 포부를 밝혔다.

효율적인 학습을 통해 따라잡으려는 기업도 등장했다. 히타치제작소(日立製作所)는 학습 에 성공한 로봇의 셀프 모션 데이터를 다음 학습에 전수하는 ‘지속 학습’이라는 기술을 개발했다. 사람이 로봇을 움직여 직접 동작을 학습시키는 모방 학습 과정에 로봇이 직접 보정하는 최적 제어를 도입한 것이다. 히타치제작소 로보틱스연구부의 야마다(山田) 수석 연구원은 “적은 반복 훈련으로 자율적인 작업을 실현할 수 있다”라고 설명한다.

예를 들어 ‘케이블 부설 작업’의 경우, 먼저 30~50회 정도 사람이 동작을 반복해 로봇에게 기본 동작을 학습시킨다. 이 일련의 학습은 약 3시간이 걸리며, 이 단계에서는 로봇의 동작 속도도 느리다. 단, 성공한 데이터는 2주차, 3주차 등 다음 AI 학습 공정에 전수된다. 그러면 1주 차에 3시간이 걸렸던 학습이 3주 차에는 약간의 수정 과정을 거쳐 약 40분 정도면 완료된다.

즉, 반복 훈련 과정에서 AI도 최적화를 진행하며 스스로 단련하는 것이다. 지속 학습을 통해 당초에는 약 50초가 걸리던 케이블 부설 작업을 3주차에서는 10초 정도만에 끝낼 수 있었다. 이 시스템을 응용하면 보다 적은 학습 시간으로 휴머노이드 로봇을 현장에 도입할 수 있다.

-- 도쿄로보틱스, 야스카와전기와 함께 신형 개발 중 --
AI뿐만 아니라, 하드웨어의 연구·개발도 가속화되기 시작했다. 와세다(早稲田)대학 발 스타트업인 도쿄로보틱스(도쿄)는 2025년에 야스카와전기(安川電機)의 산하에 들어가 새로운 휴머노이드 로봇 개발에 착수했다.

도쿄로보틱스는 휴머노이드 로봇 ‘Torobo’를 개발해 왔다. 독일항공우주센터(DLR)가 연구하는 토크 센싱 구조를 그대로 답습해 설계. 관절 부분에 센서를 삽입함으로써 약한 힘부터 강한 힘까지 출력 범위가 넓은 ‘유연한 움직임’을 실현했다.

중국은 작은 감속비로 출력 토크를 높인 준직접 구동(QDD: Quasi Direct Drive) 모터를 사용하는 기업이 많다. 대부분 부하가 높은 동작 실현에 주력하고 있기 때문에 Torobo는 중국 업체들의 로봇과 차별화되고 있다. 도쿄로보틱스의 사카모토(坂本) 대표이사는 “유연한 움직임을 원하는 수요가 늘어나면, 중국도 본격적인 기술 개발에 나설 수도 있다”라고 위기감을 드러냈다.

개발 자금 규모로는 미국이나 중국에 맞설 수 없다. 장기적인 관점에서 기술을 키우는 환경이야 말로 일본이 이길 수 있는 길이다. 그 의미에서 도쿄로보틱스의 역할은 “야스카와전기에게 ‘휴머노이드 로봇의 데지마(出島, 본체에서 나와 새로운 가치를 창출하는 조직)’가 되어 주는 것이다. “야스카와전기는 사양에 맞춰 액추에이터를 개발하는 노하우를 가지고 있다. 휴머노이드 로봇 전문 기업인 도쿄로보틱스가 휴머노이드 로봇에 적합한 사양을 파악해준다면, 야스카와전기가 우수한 휴머노이드 로봇용 부품을 개발할 수 있을 것이다”라고 사카모토 대표이사는 강조한다.

도쿄로보틱스가 야스카와전기와 개발 중인 새로운 휴머노이드 로봇의 시제품은 “조만간 완성될 것이다. 야스카와전기 산하에서 신형 로봇을 통해 휴머노이드 로봇이 나아가야 할 방향을 모색하면서 시장 진입 기회를 찾고 있다”(사카모토 대표이사)라고 한다.

-- 과거의 아픔을 발판으로 KyoHA가 목표로 하는 ‘모듈화’ --
휴머노이드 로봇용 부품 공급망을 구축하려는 움직임도 업계 전반에서 시작되고 있다. 와세다(早稲田)대학, tmsuk(교토시), 무라타제작소(村田製作所), SRE홀딩스 등 4곳이 중심이 되어 설립한 개발 단체 ‘교토 휴머노이드 어소시에이션(KyoHA)’은 순수 국산 휴머노이드 로봇 제작을 목표로 올 봄에 시제품을 공개할 예정이다. 일본 기업이 보유한 뛰어난 하드웨어 기술을 결집해 제조 업체의 시장 진입을 촉진하여 휴머노이드 로봇 산업을 부활시킨다는 전략이다.

KyoHA의 설립 배경에는 과거의 아픈 경험이 있다. 2000년대에 일본의 휴머노이드 로봇은 혼다의 ‘ASIMO’를 필두로 크게 주목 받았다. 하지만 현장에서의 활용 방법을 찾지 못한 채 산업화에 이르지 못하고 쇠퇴했다. 미국과 중국을 중심으로 다시 휴머노이드 로봇이 활성화되고 있는 지금, 현 상황에 위기 의식을 가진 기업의 연구자 및 기술자들이 KyoHA 설립에 나섰다. 올 1월까지 14개의 기업과 대학이 참여 의사를 밝혔다.

사실, 중국의 휴머노이드 로봇도 일본산 부품을 사용하고 있어 일본의 부품 업체 등이 휴머노이드 로봇 시장에 진출할 기반은 이미 마련되어 있다. 예를 들어, 한 중국 대기업의 휴머노이드 로봇은 무라타제작소의 배터리셀을 채택하고 있다. 마부치모터가 KyoHA의 시제품을 통해 개발한 모터도 기존 제품을 뛰어넘는 성능을 가지고 있다. 휴머노이드 로봇의 핵심 부품에 필요한 기술과 사양을 정확히 파악한다면, 일본 제조 업체들의 시장 진입은 충분히 가능하다.

미∙중 갈등도 예상치 못한 순풍이 될 수도 있다. Tmsuk의 다카모토(高本) 대표이사는 “테슬라의 휴머노이드 로봇을 포함해 미국은 중국에 부품을 의존하고 있다. 만약 중국산이 배제된다면, 로봇을 만들 수 있는 나라는 일본이나 독일 정도일 것이다. 순수 국산이 가능한 일본은 의외로 유리한 위치에 있다”라고 설명한다.

일본이 목표로 하는 것은 휴머노이드 로봇을 모듈화하는 것이다. KyoHA의 목표에는 개발 난이도가 높은 재난 구조용 휴머노이드 로봇 제작이 포함되어 있다. 방열이나 통신 관련 문제점을 공유하고, 무엇이 필요한지 미리 파악하기 위해서이다. KyoHA의 이사장을 맡고 있는 와세다대학 창조이공학부의 다카니시(高西) 교수는 “미래에는 달 표면에서의 작업이나 화재 구조 등 용도에 따라 모듈화된 부품을 조합해 휴머노이드 로봇을 만드는 세상이 올 것이다. 휴머노이드 로봇의 핵심 부품을 일본산으로 하고 싶다”라고 말한다.

-- 휴머노이드 로봇을 도입하고 싶어하는 기업이 40% 이상, 반도체 업종 등이 높아 --
인력 부족을 배경으로 휴머노이드 로봇에 대한 수요가 증가하고 있다. 올 2월에 야마젠(山善)이 일본의 제조 업체를 대상으로 실시한 설문조사에 따르면, 전체의 40% 이상이 이미 도입했거나 도입에 긍정적인 것으로 나타났다. 특히 반도체, 자동차, 로봇·산업용 자동화 기기, 일반 기계 등 4개 업종은 도입 의향이 과반 이상을 차지했다.

단완(單腕)이나 쌍완(雙腕)의 산업용 로봇과 달리, 휴머노이드 로봇의 가장 큰 장점은 공장에서 인력을 필요로 하는 작업을 그대로 대체할 수 있다는 점이다. 사람에 가까운 형태이기 때문에 로봇용으로 생산 라인을 크게 바꿀 필요성이 줄어들고, 같은 공간에서 일하는 사람에게 친숙하다는 장점도 있다.

-- 휴머노이드 로봇의 ‘환멸의 계곡’을 극복해야 --
하지만 RT의 나카가와 대표이사는 휴머노이드 로봇과 피지컬 AI에 대해 “2~3년 후에 ‘환멸의 계곡(Trough of Disillusionment, 기술이나 트렌드에 대한 과도한 기대가 식고 초기 도입의 한계와 문제점이 드러나 관심과 투자가 급감하는 단계)’에 직면할지도 모른다”라고 경종을 울렸다. 그 이유는 일본 기업들이 제조 현장의 KPI(핵심 성과 지표)를 ‘인력 절감’과 ‘생산성 향상’으로 설정하는 경우가 압도적으로 많기 때문이다.

피지컬 AI의 진화와 함께 급속하게 성능이 향상되고 있는 휴머노이드 로봇이지만, 정밀도와 속도는 아직 사람의 수준에 미치지 못한다. ‘택트 타임이 지연된다’, ‘생산성 목표를 달성하지 못한다’와 같은 KPI의 단점으로 강한 저항을 받으면, 일본에서 도입이 진전되지 않을 것이라는 의미이다.

한편, 미국과 중국의 KPI는 ‘로봇의 사용 지속률’에 있다. 우선 현장에서 지속적으로 가동시키고, 거기서 얻은 데이터를 AI와 하드웨어 개선에 활용하는 데이터 구동형 사이클을 최우선으로 삼고 있다. 이러한 인식 차이가 일본의 치명적인 약점이 될 수도 있다.

휴머노이드 로봇의 소프트웨어와 하드웨어 개발 자체도 가속화되고 있다. 하지만 바로 생산성 등에서 결과가 나타나는 것은 아니다. 휴머노이드 로봇이 붐으로 끝날지, 인력 부족을 해결할 구세주가 될지는 기술을 육성해 나가는 장기적인 관점에서의 휴머노이드 로봇 도입이 핵심이다.

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