글의 순서
1. 피지컬AI가 여는 휴머노이드 문명 전환, ‘아이휴먼(AI-Human) 생산성’의 출현
2. 인간의 재배치: 노동자는 사라지고 ‘설계자(Architect)·감독자(Governor)’가 남는다
3. 휴머노이드의 필수 조건: 전원·안전·자율성·통제의 시스템 요구
4. 휴머노이드 ‘진화 지도’…산업별로 달라지는 형태·역할 분화
5. 성장 메커니즘: 생산성과 지식이 결합되는 ‘아이휴먼(AI-Human) 경제’
6. 기술 변곡점: 센서·모터·제어·알고리즘이 재편하는 피지컬AI 기술 구조
글 임병민(IBM) 칼럼니스트
인간의 하루 일과에서 손이 차지하는 역할의 정량적인 비중은 50% 이상이다. 손은 노동의 창조로 일상생활 전반에 우리가 하는 거의 모든 활동에 직접 관여하는 핵심 기관이다. 손의 높은 활용도는 우리 몸에서 가장 활동적인 신체 부위 중 하나로 도구를 조작하거나 일상적인 작업을 수행할 때 필수적일 뿐 아니라 매우 복잡하고 정교한 기능까지 수행할 수 있다.
손은 30개가 넘는 근육과 27개의 관절, 인대로 구성돼 있으며, 그만큼 정밀한 움직임이 가능하다. 이러한 구조는 뇌의 진화와도 밀접하게 연결돼 있다. 스마트폰 조작, 식사, 필기, 물건을 쥐고 놓는 행위에 이르기까지 손은 인간의 생각과 시각적 직관을 실제 행동으로 옮기는 역할을 담당한다. 인간이 쉼 없이 움직이는 일상의 대부분을 손이 보조한다는 점에서, 휴머노이드에서도 가장 중요한 부위 가운데 하나가 손일 수밖에 없다.
휴머노이드의 최종 형태는 궁극적으로 생체 모방형 구조에 가까워질 가능성이 크다. 최근에는 특히 손의 힘줄 구조를 모사하는 방식이 주목받고 있다. 이는 로봇에서 인체의 힘줄 구조를 본떠 근육 대신 줄, 즉 케이블을 사용해 힘을 전달하는 설계다. 사람 몸의 힘줄처럼 작동하는 구조라고 이해하면 된다.
삼성전자는 최근 2026년 3월, 휴머노이드 로봇의 핵심인 로봇 손과 관련 기술을 전문적으로 연구하기 위해 독립 연구 조직인 손 연구소를 신설했다. 이 연구소는 삼성전자 내부에서 독립형 특화 조직으로 운영되며, 빠른 의사결정과 기술 개발을 추진할 것으로 보인다. 삼성은 로봇 사업 전반에 걸쳐 핵심이 되는 손 기술을 확보함으로써, 단순한 로봇을 넘어 실제로 섬세한 작업이 가능한 고기능 휴머노이드 로봇 분야를 선도하겠다는 전략이다.
이 연구 조직은 이른바 ‘핸드랩’으로도 불린다. 복잡한 물체를 정교하게 잡고 조작하는 손 기술은 휴머노이드 완성의 핵심 난제로 꼽히기 때문에, 이 조직은 삼성의 로봇 기술 경쟁력을 끌어올리는 데 중요한 역할을 맡게 될 가능성이 크다.
삼성전자는 2030년까지 전 제조 라인을 인공지능 기반 자율공장으로 전환하겠다고 선언한 바 있다. 이에 따라 인간의 손처럼 정밀한 작업을 수행할 수 있는 로봇 손 기술 확보는 필수적이다. 이는 휴머노이드 로봇에 필요한 정밀 동작 데이터를 축적하고, 로봇 손 기술을 전문적으로 연구함으로써 로봇 시장에서 본격적인 경쟁 우위를 확보하겠다는 뜻으로 해석할 수 있다.
다양한 재질과 형태의 물체를 감지하고 파지하는 기능은 사람 손처럼 미세하게 힘을 조절하면서 조립 공정을 수행하는 기술과 직결된다. 앞으로는 인공지능을 활용해 로봇 손이 스스로 최적의 작업 방식을 학습하는 연구에 초점이 맞춰질 가능성이 크다. 이는 곧 휴머노이드 피지컬AI의 발전, 다시 말해 물리적 기기에 인공지능을 탑재해 실제 환경을 인식하고 판단하며 능동적으로 행동하게 하는 기술로 빠르게 이어질 것이다.
흥미롭게도 손에 대한 이 칼럼을 쓰면서 필자는 과거 자료를 다시 찾아보게 됐다. 그 과정에서 약 50년 전, 정보기술 1세대 초기에 손기술을 다룬 20페이지 분량의 연구자료를 발견했다. 이 자료는 케이핸드 휴머노이드 손 연구를 다시 시작하는 계기가 됐다. 훗날 삼성 핸드랩으로부터 자문 요청이 온다면, 세계 최고 수준의 기술이 될 수 있도록 기꺼이 돕고 싶은 마음이다.
휴머노이드 기술의 변곡점에서 보면, 구동장치와 모터 제어 알고리즘이 만드는 피지컬AI 체계에서 센서의 역할은 특히 중요하다. 센서는 환경을 감지하고, 제어 알고리즘은 이 정보를 분석하며, 모터는 이를 바탕으로 물리적 행동을 수행한다. 이런 구조를 통해 인공지능은 실제 세계와 상호작용하고 변화에 적응할 수 있게 된다. 센서가 입력을 제공하고 알고리즘이 판단을 내리며, 그 결과가 기능 수행으로 이어지는 구조 자체가 현실 세계에서 작동하는 지능의 핵심이다.
이 과정에서 휴머노이드 센서는 인간의 감각기관과 같은 역할을 한다. 휴머노이드가 환경을 인식하고 그와 상호작용할 수 있도록 돕는 기반 구조이기 때문이다. 그렇다면 우수한 휴머노이드를 만들기 위해서는 인간 인체의 기본 구조 원리를 깊이 이해해야 한다. 결국 사람을 대신할 수 있는, 사람과 유사한 형상을 가진 기계가 머리와 팔, 다리를 자연스럽게 움직이며 작업하려면 인간 신체의 구조와 움직임 원리를 닮아야 하기 때문이다.
사람의 손은 30개가 넘는 근육과 27개의 관절 및 인대로 이뤄져 있어 매우 정교한 움직임이 가능하다. 팔과 다리 역시 복잡한 구조를 갖고 있다. 양팔에는 약 60개의 뼈, 60개 이상의 근육, 40~50개의 힘줄이 있으며, 양다리에는 약 60개의 뼈, 70개의 근육, 50~60개의 힘줄이 있다. 이를 모두 합치면 팔과 다리에는 약 120개의 뼈, 130개 이상의 근육, 100개 안팎의 힘줄이 존재한다고 볼 수 있다. 이러한 구조 역시 뇌의 진화와 긴밀히 연결돼 있다.
사람의 팔과 다리에서 힘줄은 근육과 뼈를 연결하고, 관절의 움직임을 돕는 동시에 신체가 안정적으로 작동할 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 여기에 뼈와 관절은 힘줄과 근육을 보완한다. 뼈는 몸을 지탱하고 움직임의 틀을 만들며, 관절은 뼈와 뼈를 연결해 팔과 다리가 부드럽게 움직일 수 있도록 한다. 근육이 수축하면 그 힘이 힘줄을 통해 뼈로 전달되고, 관절은 움직임이 실제 동작으로 이어지도록 돕는다. 또한 신경은 뇌와 근육을 연결해 움직임을 조절한다. 뇌에서 보낸 신호를 근육에 전달해 팔과 다리를 움직이게 하고, 동시에 촉감이나 통증 같은 감각 정보를 다시 뇌로 보내 몸의 상태를 인식하게 한다.
휴머노이드에서도 인간의 힘줄이 하는 역할, 즉 근육과 뼈, 관절, 그리고 뇌를 연결해 움직임과 힘을 조절하는 신호 체계에 해당하는 핵심 요소가 바로 센서다. 현재 한국은 센서 기술 부문에서 세계 상위권에 속한다. 특히 산업용 센서, 자동차용 센서, 반도체 기반 센서 분야에서 경쟁력이 높다. 스마트팩토리, 자동차, 반도체 장비에 사용되는 초정밀 위치 센서, 압력 센서, 온도 센서, 광학 센서 등은 세계 수준에 근접한 발전을 이뤘다.
이러한 센서 기능은 결국 인간이 설계한 프로그램과 알고리즘에 따라 작동할 것이다. 그러나 인간만이 지닌 오감은 여전히 경이로운 영역으로 남아 있다. 인간은 신체 내외부의 환경 변화를 감지하는 다섯 가지 감각, 즉 시각, 청각, 후각, 미각, 촉각을 통해 세상을 인식한다. 이 감각들은 개별적으로 작동하는 것이 아니라 서로 소통하고 정보를 교환하며 하나의 통합된 경험을 만들어낸다.
빛과 소리, 감촉 같은 자연의 자극을 감지해 뇌로 전달하고, 그것을 하나의 살아 있는 경험으로 통합하는 인간 감각의 신비로움은 쉽게 복제될 수 있는 영역이 아니다. 휴머노이드가 아무리 정교해진다 해도, 인간만이 가진 이러한 감각 통합의 깊이와 생명성에 완전히 도달하기는 영원히 어려울지도 모른다.
