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Nikkei X-TECH_2023.11.7

아마존의 최신 로보틱스 전략 (상)
아마존이 계획하고 있는 '제2의 물류 혁명'
2족 보행 인간형 로봇이 걸어 다니는 미국의 최첨단 시설

아마존닷컴은 10월 중순, 본사가 위치한 미국 시애틀의 교외에서 물류 관련 발표회를 개최, 최첨단 로봇과 새로운 배송 서비스를 발표했다. 발표된 각 기술들을 살펴보니 아마존닷컴이 다시 물류 개혁을 추진하려는 의도를 엿볼 수 있었다. 우선 재고 시스템을 일변시킬 수 있는 새로운 시스템 ‘세쿼이아(Sequoia)’와 이족보행 인간형 로봇 ‘디짓(Digit)’의 도입이 무엇을 의미하는지 알아보자.

‘갠트리라고 부르는 철제 선반에 토트라는 이름의 파란색 바구니’. 아마존의 미국 본사에서 자동차로 약 40분 소요되는 워싱턴 주 교외에 위치한 아마존닷컴의 물류 시설 ‘BFI1’에서 낯선 설비가 가동되고 있었다. 아마존닷컴이 ‘차세대 시스템’이라고 평가하는 세쿼이아이다.

자동화된 파렛트와 같은 설비로, 언뜻 보면 이 시스템의 혁신성은 알 수 없다. 하지만 아마존이 최근 몇 년간 발표해온 기술들을 종합해보면 아마존이 ‘제2의 물류 혁명’을 계획하고 있다는 것을 알 수 있다.

-- '제2의 물류 혁명'이 의미하는 것 --
세쿼이아의 혁신성을 이해하기 위해 우선 현재의 시스템을 간단히 소개한다. 아마존은 물류 거점인 풀필먼트(Fulfillment) 센터 대부분에 로봇 등 자동화 설비를 배치하고 있으며 이들을 총칭해 '아마존 로보틱스'라고 부른다.

아마존 로보틱스는 효율적인 물류의 핵심이 되는 시스템이다. 시스템은 상품 재고를 담은 ‘파드(Pod)’라고 부르는 노란 상자와, 그 아래로 들어가 상자를 들어올려 자동으로 사람이 있는 구역까지 운반하는 반송 로봇 ‘드라이브’ 등으로 구성된다.

상품의 입고 시에는 직원이 컨베이어 벨트에서 흘러 나오는 상품을 노란 파드 안에 넣는다. 파드는 자율주행해 재고 공간까지 이동한다. 반대로 출고 시에는 드라이브가 직원이 있는 위치까지 자동으로 원하는 상품이 담긴 파드를 운반해오기 때문에 직원은 그 파드에서 상품을 꺼내 출고용 컨테이너에 넣는다. 이러한 최적화된 알고리즘이 입고·출고 시스템을 뒷받침하고 있다.

이 시스템이 획기적이었던 것은 재고 관리의 발상을 전환한 것에 있다. 그 전까지 물류창고는 사람이 재고 선반에 물건을 가지러 가는 것이 당연했다. 상식적으로 생각하면 재고 선반에 있는 물품은 움직이지 않기 때문에 ‘사람이 움직여’ 상품을 픽업했던 것이다.

하지만 아마존은 사람이 움직이는 것은 비효율적이라고 생각했다. 상품의 종류가 늘어날수록 선반에서 상품을 찾는 난이도는 높아진다. 안전성 측면에서도 사람이 움직이는 것은 비합리적이라고 분석해 ‘사물이 움직인다’라는 혁명을 실현한 것이다.

이 '사람이 움직인다'에서 '사물이 움직인다'로의 전환이 아마존의 '제1의 물류 혁명'이었다. 하지만 이 시스템에도 비합리적인 부분이 남아 있었다. 그것은 사람이 상품을 선반에 수납해야 한다는 점이었다. 선반에 수납하는 작업 자체는 고도의 판단이 요구되지 않는다. 선반이 비어 있는 공간에 상품을 집어넣는 단순 작업이기 때문이다.

아마존은 이렇게 생각했다. “선반이 움직이는 것이 아니라, 상품이 담긴 상자 자체가 움직이면 되지 않을까?” 이것이 세쿼이아를 중심으로 하는 제2의 물류 혁명이다.

-- 세쿼이아 도입에 2개의 복선 --
세쿼이아는 철제 랙인 갠트리와 랙에 넣는 바구니인 파란색 토트, 토트를 선별해 운반하는 로봇, 인체공학을 기반으로 한 직원의 작업용 워크스테이션으로 구성된 시스템을 말한다.

기존 시스템과의 차이는 입고된 상품을 기존에는 노란색 파드에 직원이 수납했지만, 세쿼이아에서는 상품이 담긴 파란색 토트 자체를 그대로 랙에 싣는다. 출하 시 드라이브가 랙 아래로 들어가 자율주행한다는 점은 같지만, 세쿼이아에서는 로봇이 출고된 상품이 담긴 토트를 판별해 픽업. 그것을 워크스테이션으로 직접 운반한다는 차이가 있다. 직원이 토트 중에서 출고할 상품을 찾아 픽업한다.

세쿼이아는 입고된 상품을 기존보다 75% 빨리 식별해 보완. 재고 관리를 신속하게 실시함으로써 유저의 주문 처리에 소요되는 시간을 25% 단축할 수 있다. 아마존에 따르면, 세쿼이아를 통해 당일·익일 배송이 가능한 상품 수가 늘어난다고 한다. 아마존은 연말 상거래를 위해 이미 텍사스 주 휴스턴 풀필먼트 센터에서 세쿼이아를 도입했다.

입∙출고를 담당하는 직원에게도 혜택이 있다. 세쿼이아는 토트를 특정해 직원의 워크스테이션으로 운반한다. 직원이 상품을 픽업하기 좋은 높이로 토트가 오기 때문에 직원은 몸을 구부리거나 손을 위로 뻗을 필요가 없다. 기존의 시스템에서는 수납이나 픽업 시 직원이 파드의 하부나 상부에 상품을 넣고 빼야 했다.

세쿼이아의 도입에는 2개의 복선이 있었다. 하나는 2022년 11월에 발표한 신형 로봇 스패로우(Sparrow)이다. 아마존 최초로 포장 전에 개별 상품을 픽업할 수 있는 로봇암으로, 수백 만 종의 상품군에서 개별 상품을 선별해 들어 올려 컨테이너 등으로 옮길 수 있다. 컨테이너의 빈 공간을 인식해 조밀하게 채울 수도 있다.

하지만 이 '개별 상품 픽업'이라는 공정을 기존의 아마존 로보틱스에 도입할 수 있는 여지는 없었다. 세쿼이아는 최신 로보틱스 기술을 물류 공정에 접목하려는 시도라고도 말할 수 있다. 아마존은 2022년 외에도 여러 종류의 로봇들을 발표했으며, 이 로봇들도 향후 세쿼이아에 통합될 가능성이 있다.

세쿼이아에서는 실제로 스패로우가 활용되고 있다. 직원이 토트에서 상품을 픽업하면 토트에 빈 공간이 생긴다. 그 공간에 스패로우가 입고된 새로운 물품을 담는다. 아마존에서 세쿼이아 개발을 이끌고 있는 웬 시니어 프로젝트 매니저는 “로봇이 할 수 없는 일은 사람이 한다. (토트에 수납된 상품군에서 특정 상품을) 찾거나 픽업하는 작업은 로봇에겐 어렵기 때문에 사람이 담당한다”라고 세쿼이아의 컨셉트에 대해 설명한다.

두 번째 복선은 아마존이 올 6월에 발표한 ‘컨테이너형 보관(Containerized Stoage)’이라고 부르는 실험이었다. ‘상품의 식별, 보관, 이동을 재검토한다’라는 설명과 함께 철제 랙과 파란색 토트, 로봇 암을 이용한 시스템에 대한 짧은 동영상을 발표했다. 이것이 세쿼이아의 원형이었던 것이다.

세쿼이어를 담당하는 웬 매니저는 “수평 전개를 위해 기존의 (반송 로봇인) 드라이브를 그대로 사용할 수 있도록 설계했다”라고 설명했다. 아마존은 밝히지 않고 있지만, 철제 랙인 갠트리 규격도 기존의 노란색 파드와 호환이 가능할 것으로 보인다. 세쿼이아는 기존의 아마존 로보틱스를 대체할 수 있는 신세대 물류 시스템으로, 기존 시스템을 업데이트하는 형태로 갱신해 나갈 것이 분명하다.

-- 이족보행 로봇 도입의 의미 --
아마존은 올 10월의 발표회에서 또 다른 신형 로봇을 발표했다. 이족보행 인간형 로봇 ‘디지트’이다. 물건을 잡은 채 이동할 수 있다는 특징을 가지고 있다. 그 형상과 사이즈는 사람 형태로, 사람용으로 설계된 작업 공간에 적합하다. 사람들과 협조하면서 일할 수 있는 로봇이다.

디지트는 아마존과 미국의 Agility Robotics가 공동 개발하고 있는 로봇이다. 아마존은 10억 달러 규모의 '아마존 인더스트리얼 이노베이션 펀드(Amazon Industrial Innovation Fund)'의 일환으로 로봇 벤처인 Agility Robotics에 출자하고 있다.

아마존의 물류시설 'BFI1'에서는 디지트를 사용한 실험이 진행되고 있다. 취재 시점에서는 상품을 꺼내 비여 있는 컨테이너를 들어올린 다음 이동하는 단순한 작업을 검증하고 있었다. 그 효과를 검증하고 실제 풀필먼트 센터에 도입할 수 있는지를 검토할 예정이다.

실험은 이제 막 시작되었다. 아마존은 취재에서 “(10월 중순 시점에서) 실험을 시작한지 수 일이 지난 단계”라며 실험의 향후 계획은 밝히지 않았다. 디지트가 사람의 손을 재현하는 ‘매니퓰레이터(Manipulator)’를 가지고 있다는 점에서 실험은 더욱 고도화될 가능성이 있다.

아마존은 전세계 풀필먼트 센터에서 이미 75만 대의 로봇을 활용하고 있다. 로보틱스 개발을 총괄하는 브래디 수석기술자는 “우리의 철학은 단조로운 반복 작업을 없애는 것이다. 이를 통해 사람의 생산성이 높아지게 될 것이다”라며 새로운 자동화 의지를 강조한다. 제2의 물류 혁명을 목표로 아마존은 로봇기술을 끊임없이 진화시키려 하고 있다.

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