휴머노이드 로봇(Humanoid Robot)과 최근 이 로봇 폼팩터(Form-factor)에 기반을 제공하는 ‘피지컬 AI(Physical AI)’를 둘러싼 논의가 뜨겁다. 이러한 기술은 더 이상 전시·데모의 영역에 머물러 있으면 안 된다는 분석이 줄을 잇고 있다.

 

다양한 글로벌 컨설팅·리서치 기관은 오는 2030년 전후 휴머노이드 로봇 시장을 수십억 달러 규모로 전망하고 있고, 2035년 이후에는 수백억 달러, 이후 2050년에는 조 단위까지 성장할 수 있다는 예측을 쏟아내고 있다. 그러나 실제 사업자는 화려한 성장 곡선보다 부품 단가표와 수명 시험 데이터부터 면밀히 분석한다.

 

특히 휴머노이드 로봇의 관절을 움직이는 구동부(Actuator)는 전체 제조 원가의 40~60%를 차지하는 핵심 부품으로 지목된다. 여러 분석에 따르면, 저량 생산 단계에서 휴머노이드 한 대에 들어가는 관절 구동계 비용만 수만 달러에 달하며, 이 비용을 수백 달러대까지 낮추지 못하면 대량 상용화는 요원하다는 진단이 반복된다.

 

 

실제로 미국 로보틱스 분석 사이트 ‘아파로봇(Aparobot)’이 지난해 11월 공개한 지표가 이를 뒷받침한다. 이들은 로봇용 고급 통합 관절(Joint) 40~60개가 들어가는 휴머노이드의 경우, 조인트 하나당 약 2000달러(약 300만 원)를 가정하면 관절 구동계 비용만 최대 12만 달러(1억7000만 원)에 이른다고 추산했다. 동시에 이 분석은 관절당 단가를 수백 달러 수준으로 떨어뜨리는 것이 상용화의 관건이라고 지적한다.

 

로보틱스 전문 블로그 ‘로보잽스(Robozaps)’도 해당 산업의 생산 경제 분석에 들어갔다. 저량 생산 단계에서 로봇 한 대당 액추에이터 비용만 약 1만3500달러(약 2000만 원)~4만 달러(약 5700만 원)이며, 이는 로봇 전체 제조 원가의 40~50%를 차지한다고 봤다. 이 보고서는 대량 생산 체제가 갖춰질 경우, 액추에이터 비용이 50~70%까지 하락할 수 있다는 시나리오도 제시했다.

 

이들 분석은 관절의 신뢰성과 원가 구조가 곧 휴머노이드 사업의 손익분기점을 결정한다는 것을 시사했다. 문제는 이 영역이 단순한 ‘부품 가격 인하’ 경쟁이 아니라는 점이다. 감속기(Reducer)·모터(Motor)·센서(Sensor)·제어보드(Control-board) 등이 통합된 관절 모듈 수십 개가 한 몸 안에서 동시에 움직여야 하기 때문이다.

 

이들 모듈은 24시간 고부하 환경에서도 한결같이 동일한 성능을 유지해야만 한다. 초기 양산 구간에서의 공정 편차, 장기 피로, 열·충격 환경 등에 따른 성능 열화까지 고려해야 한다는 게 그 배경이다. 이러한 변수를 관리해야 하는 관절 구동계는 설계, 제조, 검증, 데이터 관리가 정교하게 맞물린 복합 시스템에 가깝다.

 

여기에 각국의 부품 공급망 경쟁과 정책 변수까지 겹치면서, 휴머노이드 액추에이터는 글로벌 로봇 산업의 새로운 전장이 되고 있다. 미국·중국·일본·유럽 등 강자들이 속속 참전하는 가운데, 정밀 베어링(Bearing)·감속기에서 출발해 휴머노이드·모바일 로봇 액추에이터로 영역을 넓혀온 업체가 있다. 국내 구동·감속기 기술 업체 에스비비테크는 이 게임을 ‘양산 가능한 신뢰성’의 싸움으로 규정한다.

 

 

에스비비테크가 정의한 정체성, ‘동력 전달’에서 ‘관절 플랫폼’으로

 

 

“신뢰성과 원가는 서로를 갉아먹는 항목이 아니라, 동시에 관리해야 할 설계 변수입니다.

우리가 지향하는 것은 ‘과잉 성능’보다, 양산 가능한 신뢰성입니다.”

 

에스비비테크의 뿌리는 특수 정밀 베어링이다. 창업 초기부터 초박형 베어링과 같이 가늘고 얇은 부품을 정밀 가공하는 노하우를 쌓았다. 이 기술은 자연스럽게 하모닉(Harmonic) 타입 감속기 개발로 이어졌다. 기존 시장에서 통상적으로 활용된 유성기어(Planetary-gear) 감속기에서 더 나아간 하모닉 감속기 기술을 내재화하게 된 것이다.

 

류재완 에스비비테크 대표이사는 “회전축(Shaft)을 지지하며 마찰을 줄이는 ‘베어링’과 모터 회전력을 제어계에 맞게 정밀 전달하는 ‘감속기’는 모두 동력을 어떻게 손실 없이 전달하느냐의 문제”라고 언급했다.

 

그는 “에스비비테크의 핵심 정체성은 ‘고정밀·고신뢰 구동 기술을 기반으로 한 로봇 핵심 부품 제조’”라며 “특수 정밀 베어링에서 출발해 제어용 정밀 감속기를 거쳐, 모터·센서·제어를 아우르는 구동 모듈 기술 플랫폼 기업으로 진화하고 있다”고 말했다.

 

 

향후 3년 사업 방향 역시 산업용 고정밀 감속기 경쟁력 고도화, 사용자 맞춤형 액추에이터 실적 확대와 표준 모듈 시리즈화, 휴머노이드·모빌리티·서비스 로봇 레퍼런스 확대라는 세 축 위에서 설계돼 있다.

 

이 과정에서 회사는 베어링·감속기라는 개별 품목을 넘어, 관절 단위 구동 모듈과 그 뒤에 놓인 설계·검증 시스템까지 아우르는 ‘관절 플랫폼’을 스스로의 역할로 삼고 있다. “관절이 곧 신뢰성이고, 관절이 곧 양산 원가표”라는 인식이 확산되는 지금, 동력 전달 부품의 국산화를 실제 양산으로 이끌어본 경험을 가진 플레이어로서 승부를 보겠다는 의미다.

 

“시간 지나도 유지되는 성능이 관건” 시장 핵심 요구사항 공략법

 

휴머노이드·범용 로봇 관절에서 시장이 가장 민감하게 확인하는 항목은 뭘까. 정격 토크, 강성, 효율, 소음, 수명 그리고 액추에이터 기어 틈새로 인한 회전 오차인 ‘백래시(Backlash)’까지. 지금까지 액추에이터는 이러한 요소를 혁신해왔다.

 

에스비비테크는 관절 구동계의 제조를 고려한 설계부터 현장 내 애플리케이션별 최적 성능, 내구 수명 분산도, 공정 수율, 현장 불량률 등을 고려해 제품을 기획·설계·생산하고 있다. 설계 단계에서 원가 목표를 먼저 설정하고, 그 안에서 신뢰성을 데이터로 검증하며 성능을 끌어올리는 구조다.

 

이에 대해 류재완 대표이사는 “최근 휴머노이드 논의에서는 성능(Specification)상의 숫자가 많이 회자되지만, 실제 산업용 현장은 24시간 가동되는 라인과 동일한 위험요소를 안고 있다”고 지적했다. 그러면서 “하루에 수천만 원 상당의 공정물이 오가는 현장 라인에서 다운타임(Downtime)이 단 한 번만 발생해도 손실이 막대하기 때문에, 사용자는 안정적으로 사용하던 부품을 교체하는 결정을 매우 보수적으로 내릴 수밖에 없다”고 덧붙였다.

 

 

에스비비테크가 감속기와 관절 구동부에 대해 전수 검사, 공정별 공정능력지수(Cp/Cpk) 관리, 내구 시제품 장기 시험, 핵심 공정 내재화 등 역량을 강화·병행하는 이유이기도 하다.

 

뒤바뀌는 트렌드를 잡아라...과잉 성능에서 ‘양산 가능한 신뢰성’

 

류재완 대표는 인터뷰 내내 ‘과잉 성능(Over-specification)’에 대한 경계심을 거듭 강조했다.

 

“휴머노이드 열기 속에서,

이론적으로는 우수한 성능이지만 실제 양산이 어렵거나 원가를 감당하기 힘든 설계가 적지 않습니다.

우리는 오버 스펙이 아니라 양산 가능한 신뢰성을 지향합니다.”

 

그가 말하는 ‘양산 가능한 신뢰성’은 설계·제조의 간극을 줄이는 일에서 출발한다. 사측은 하모닉 감속기 개발 과정에서 단순 벤치마킹(Benchmarking)과 역설계(Reverse Engineering) 방식으로는 성능을 안정적으로 확보하기 어렵다는 한계를 경험했다.

 

하모닉 감속기는 강성이 높은 금속 기어들이 맞물리는 기존 유성기어 감속기와는 구조적으로 다르다. 얇은 금속 탄성체가 굴곡 운동을 하며 동력을 전달하는 방식이기 때문이다. 이로 인해 치형 설계나 재료의 미세한 제작공정오차(Process Variation)가 제품 성능에 미치는 영향이 압도적으로 크다.

 

회사는 설계·제조·성능을 수학적 데이터 기반으로 연결하는 작업에 착수했다. 먼저 치형 곡선을 수학적으로 정의하여 설계 자동화를 구현했다. 그다음 컴퓨터지원설계(CAD) 기반 시뮬레이션 해석 값과 실제 제조 현장의 데이터를 정밀하게 비교했다. 이를 한국기계연구원(KIMM)과 공동 개발한 머신러닝(Machine-learning) 모델에 통합 연계했다.

 

류 대표이사는 “이로써 특정 파라미터 변화가 최종 성능과 시편 편차에 미치는 영향을 설계 단계에서 예측하는 체계를 완성했다”고 내세웠다.

 

이어 “과거에는 설계 후 정밀 공구를 주문해 제작해보고, 성능이 미달하면 다시 설계와 발주를 반복해야 했다”며 “이러한 경험은 설계 단계에서 최적의 값에 근접한 데이터를 쉽게 찾을 수 있어, 개발 주기를 기존 대비 절반 수준으로 단축하는 데 기여한 사례”라고 덧붙여 밝혔다.

 

이들은 감속기 치형 설계를 바꾸지 않고 효율·강성·소음·백래시를 동시에 만족시키기 어려운 문제도 데이터로 해결하고 있다. 치형과 제조 공정 편차를 통합 구조화(Integrated Modeling)해, 사용자 요구 성능에 맞춰 최적화된 제품을 제안하는 방식이다.

 

그는 “사용자마다 우선시하는 제품의 가치가 다르기에, 동일 플랫폼에서 다양한 조합을 창출하는 능력이 곧 자사 핵심 경쟁력”이라고 언급했다.

 

차원이 다른 수만 대 양산...감속기 내재화가 만든 구조적 자유

 

에스비비테크가 ‘양산 가능한 신뢰성’을 실제 수치로 검증받은 결정적인 계기는 현대자동차그룹 로보틱스랩의 차세대 모듈형 모바일 로봇 플랫폼 ‘모베드(MobED)’ 프로젝트였다. 모베드는 네 개의 독립 바퀴(Wheel)로 구성되는데, 에스비비테크는 각 바퀴에 장착되는 ‘조향 구동기(Steering Actuator)’와 ‘편심 구동기(Eccentric Actuator)’ 두 개의 액추에이터를 공급한다.

 

▲ 모베드 소개 콘텐츠(좌)와 올해 ‘국제전자제품박람회(CES 2026)’ 현장에서 공개된 모베드 데모. (출처 : 현대자동차그룹, 편집 : 헬로티 최재규 기자)

 

사측은 모베드가 로봇 플랫폼이지만 품질 시스템만큼은 전형적인 자동차 기준을 따른 사례로 평가했다. 이에 류재완 대표이사는 “초기에는 모베드의 특수성을 설명하기도 했으나, 결국 자동차 제조사의 엄격한 품질 기준을 전적으로 충족해야 했다”고 회상했다.

 

덧붙여 “이 과정에서 자동차용 모바일 로봇 액추에이터 생산을 준비하며, 신뢰성 및 규격 인증 시스템을 자동차 제조사 수준으로 고도화했다”며 “자사 액추에이터 사업부를 충청남도 천안시 소재 부지로 이전하는 등 인프라를 전면 개편했다”고 전했다.

 

그에 따르면, 이 같은 수준의 인프라 구축이라면 해외 시장에서 요구하는 품질·신뢰성 프레임에도 충분히 대응할 수 있다고 평가했다. 그러면서도 수출 시장의 가장 큰 장벽은 기술 자체보다 ‘장기 공급 신뢰성 검증’과 이에 대한 소요 시간이라고 지적했다.

 

모베드 프로젝트는 에스비비테크 역량 강화 측면에서도 괄목할 성과를 남겼다. 류재완 대표는 국내 로봇 업체 다수가 다품종 소량 생산 구조에 머물러 있는 상황을 짚었다. 이 상황에서 특정 액추에이터를 수만 대 단위 규모로 상정하고, 설비 투자와 생산 계획을 수립한 경험이 주요하기 때문이다. 실제로 회사는 기존 감속기 단품에서, 통합 모듈 형태로 제품 포트폴리오를 다각화했다.

 

 

이러한 경험을 통해 관절 모듈 비즈니스의 실질적인 난이도와 성장 가능성을 동시에 확인했다는 게 류 대표의 설명이다.

 

류재완 대표는 이 같은 관점을 구체화했다. 그는 “현재 자사 액추에이터 경쟁력의 핵심은 감속기를 내재화한 기업만이 확보할 수 있는 구조적 여유에서 비롯된다”며 “감속기·모터·센서 간 기계적·열적·정렬 등 오차를 최소화하는 통합 설계 능력이 진정한 강점”이라고 피력했다. 감속기를 외부에서 조달하는 구조에서는 설계 자유도가 제약되지만, 자사는 감속기·모터·하우징·센서 등 제조부터 배치까지 단일화 설계가 가능하다는 의미다.

 

공급망에서 가장 큰 병목이 발생하는 정밀 가공 공정에 대한 관리도 이들의 강조 포인트다. 회사는 정밀 가공 설비 투자, 공법 개발, 공정 주기 최적화, 생산 데이터 피드백 시스템 구축 등을 꾸준히 진행해 왔다. 특히 모터는 전문 업체와 협업하고, 제어용 보드 생산은 모그룹인 송현그룹 내 그룹사의 지원을 받는 방식으로 내재화와 파트너십의 균형을 맞추고 있다.

 

“커스터마이징은 플랫폼의 진화 과정일 뿐”...‘기민한 대응’이 만든 데이터 자산

 

로봇 시장은 그동안 관절 모듈 표준화 논의가 지속돼 왔으나, 실제 비즈니스 현장은 여전히 맞춤화(customization)가 중심이다. 에스비비테크가 감속기 표준 규격을 공론화했을 때, 정작 표준 규격의 판매 비중이 가장 낮았다는 일화는 이 같은 시장의 특성을 명확히 보여준다. 다만 류재완 대표이사는 맞춤화가 비효율을 의미하는 것은 아니라고 선을 그었다.

 

“대부분의 고객이 자사 로봇 설계에 맞춰 세부적인 사양 변경을 요청합니다.

이에 따라 우리는 후발주자로서 이러한 요구에 기민하게 대응하며 시장을 확대해 왔고,

그 과정에서 축적된 설계·제조 경험이 지금의 경쟁력을 만들었습니다.”

 

자사 치형 설계 및 머신러닝 기반 예측 시스템을 통해 사용자의 다양한 요구를 플랫폼 안에서 흡수하는 구조를 정착시키고 있기 때문이다. 내부적으로는 동일한 설계 철학과 제조·검사 프로세스 위에서 관리되는 구조라는 설명이다.

 

휴머노이드 로봇 시장은 아직 본격적인 폭발 전 단계라는 평가가 많다. 이에 류 대표는 “최근의 기술 발전 속도를 고려할 때 빠르면 2028년에도 시장이 만개할 수 있다고 본다”며 “준비할 수 있는 시간은 약 2~3년에 불과하다”고 진단했다.

 

그럼에도 에스비비테크는 수요 가시성이 낮은 시장일수록 ▲명확한 개념증명(PoC) ▲반복 발주 가능성 ▲범용 로봇 전환 가능성 등을 기준으로 단계적 투자 원칙을 고수하고 있다.

 

류 대표는 “휴머노이드는 장기적으로 피지컬 AI 시장을 여는 핵심 축이지만, 모든 관절을 휴머노이드 전용으로 국한하는 것은 리스크가 크다”고 판단했다. 이에 따라 동일 플랫폼을 기반으로 산업용 로봇에 쓰다가, 시장 개막 시점에 휴머노이드 버전으로 빠르게 전환할 수 있는 유연한 구조가 주효할 것이라고 봤다.

 

에스비비테크가 우선적으로 준비하는 솔루션 역시 관절 구동계 기준의 ‘통합 구동 솔루션’이다. 완전한 제어기 판매보다는 하드웨어 중심의 표준 기술·설계 구조를 제시하고, 이를 사용자가 신속하게 적용할 수 있는 인터페이스와 제어 가이드를 제공하는 방식을 택했다.

 

그는 “현시점에 두드러지는 자사 강점은 가격 대비 정밀도, 양산 경험, 빠른 대응력”이라며 “반면 액추에이터 시스템통합(SI) 경험과 소프트웨어 역량은 반드시 강화해야 할 과제”라고 분석했다.

 

 

한편, 에스비비테크는 지난 1월 미국 라스베이거스에서 개막한 ‘국제전자제품박람회(CES 2026)’에서 국내 휴머노이드 연합인 ‘휴머노이드 제조 인공지능 전환 얼라이언스(Humanoid M.AX Alliance)’ 추진단의 공동관에 참여해 자사의 기술력을 선보였다.

 

류 대표에 따르면, 이번 전시의 핵심 목표는 기술 신뢰성 메시지 전달과 글로벌 레퍼런스 확보에 있었다. 향후 회사는 PoC 협의 및 공동 개발 논의 진입 여부 등을 주요 성과 지표로 삼아, 단순 방문객 수보다 실질적인 협업 파이프라인 구축에 집중할 계획이다.

 

“관절이 곧 로봇의 신뢰성이고 양산 원가표입니다.

로봇 산업에서 관절 구동계는 단순한 성능 부품을 넘어선 사업 부품입니다.

우리는 그 관절을 고객의 원가표까지 함께 설계하는 도구로 정의하고 있습니다.”

 

헬로티 최재규 기자 |