Industry 6.0: New Generation of Industry driven by Generative AI and Swarm of Heterogeneous Robots
인간 배제한 완전 자동화 제조 시스템의 등장
스콜테크(Skoltech)의 지능형 로봇 연구소가 차세대 산업 혁신 모델인 ‘산업 6.0’ 비전을 제시했다. 산업 6.0은 생성형 AI와 이기종 로봇 군집을 활용해 제품 설계부터 제조까지 전 과정을 자동화하는 새로운 산업 패러다임이다. 특히 기존의 산업 5.0이 인간-로봇 협업에 중점을 뒀던 것과 달리, 산업 6.0은 인간을 제조 과정에서 완전히 배제하고 AI와 로봇이 주도하는 것이 특징이다. 이는 제조업의 새로운 혁신을 예고하는 중요한 전환점으로 평가받고 있다.
생성형 AI 기반의 혁신적 제조 프로세스
연구팀이 개발한 시스템은 사용자의 자연어 명령만으로 제품을 자동 설계하고 제조할 수 있다. 시스템은 크게 네 단계로 구성되며, 각 단계마다 생성형 AI의 정교한 제어가 이루어진다.
첫째, 설계도 생성 단계에서는 대형 언어 모델(LLM)이 사용자의 요구사항을 분석하고 실행 가능한 Python 코드를 생성한다. 이 코드는 제품의 2D 형상을 정의하고, 이를 3D STL 파일로 변환하여 최종 설계도를 완성한다.
둘째, 부품 제작 단계에서는 3D 프린터가 설계된 부품을 자동으로 출력한다. 특별히 설계된 자성 프린팅 표면을 활용하여 후처리 과정 없이도 부품을 안전하게 제작하고 운반할 수 있다.
셋째, 드론 기반의 ‘비행 컨베이어’ 시스템이 제작된 부품을 조립 스테이션으로 운반한다. 이는 기존의 수평적 컨베이어 벨트 시스템을 대체하는 혁신적인 3차원 물류 시스템으로, 공장의 수직적 배치까지 가능하게 한다.
마지막으로, 로봇 팔들이 협력하여 최종 제품을 조립한다. 두 대의 UR3 로봇이 각각 부품 분리와 조립을 담당하며, 이 과정 역시 생성형 AI의 통제 하에 자동으로 이루어진다.
획기적인 생산성 향상 입증
연구팀이 진행한 사용자 실험에서 산업 6.0 시스템은 인간 전문가 대비 놀라운 성능 향상을 보여줬다. 전체 제조 시간이 인간의 528.64분에서 119.10분으로 단축되어 평균 4.4배의 생산성 향상을 달성했다.
특히 주목할 만한 점은 설계 단계에서의 획기적인 시간 단축이다. 인간 전문가가 23.5분 걸린 설계 작업을 시스템은 단 0.5분 만에 완료해 47배의 효율성 향상을 기록했다. 3D 프린팅 단계에서도 504.57분에서 117분으로 4.3배 단축된 시간을 보여줬다.
다만 부품 운반과 조립 단계에서는 상대적으로 작은 차이를 보였다. 운반 시간은 인간이 0.46분, 시스템이 0.50분으로 비슷했으며, 최종 조립에서는 오히려 인간이 0.11분으로 시스템의 1.10분보다 10배 빠른 것으로 나타났다. 그러나 연구팀은 제품의 복잡도가 증가하고 제조-조립 거리가 멀어질수록 자동화 시스템의 이점이 더욱 커질 것으로 예상하고 있다.
미래 전망과 과제
연구를 주도한 드미트리 체체루코 교수는 산업 6.0의 발전 방향을 크게 두 가지로 제시했다. 첫째는 개인 맞춤형 제품의 자율 생산 시스템 구축이며, 둘째는 시장 트렌드를 자체 분석해 수요가 높은 제품을 자동으로 생산하는 완전 자율 시스템의 개발이다.
특히 체체루코 교수는 “각 산업 6.0 공장들이 서로 협업하여 글로벌 데이터셋을 구축하고, 성공적인 신경망 아키텍처를 공유하는 플랫폼을 만들 수 있을 것”이라고 전망했다. 또한 “향후 연구는 AI 기반 공정 최적화에 초점을 맞춰 더욱 정교한 제품 제조가 가능하도록 할 것”이라며, “최신 시각-언어 모델(VLM)과 대형 언어 모델(LLM)을 활용해 로봇 군집의 인지 능력을 향상시킬 계획”이라고 덧붙였다.
기사에서 인용한 리포트 원문은 링크에서 확인할 수 있다.
관련 콘텐츠 더보기
