테슬라 Optimus Gen 2 공개, 충격적 성장 속도

테슬라 Optimus Gen 2 시연 영상 공개

2023년 12월 12일(현지 시각) Tesla가 Optimus Gen 2를 공개했다. 지난 2021년 8월 휴머노이드 로봇 Optimus의 청사진을 최초로 공개한 이후 약 28개월 만이다.

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2021년 이후 정식 시연 영상

Tesla는 지난 2022년 이후 일부 영상을 통해 Optimus의 개발 상황에 대해 계속해서 공유해 왔다. ① Tesla의 자율주행차량과 동일한 AI 학습 알고리즘을 사용한다는 점 (Occupancy Network), ② 로봇의 End Effector (작업부에 탑재되는 모듈) 중 사람의 손을 모방하는 Dexterous를 탑재할 것이라는 점, ③ Optimus의 대량생산을 목표로 한다는 점 등이 대표적이었다.

그럼에도 불구하고, 지금까지 시장은 Optimus를 의구심 섞인 시선으로 바라봤다. 어찌 보면 당연한 이야기일 수도 있다. 현재 시장의 초점이 향하 고 있는 협동 로봇의 침투율도 5% 내외인 상황에서, 휴머노이드를 양산해서 생산 공정에 투입할 것이라는 Tesla의 청사진은 쉽게 와 닿 지 않기 때문이다.

하지만 이번 Optimus Gen 2는 하드웨어와 소프트웨어 모든 측면에서 놀라운 모습을 보여줬으며, 이를 통해 시장의 우 려를 충분히 불식시킬 수 있을 것으로 판단한다.

테슬라 Optimus Gen 2, 주목할만한 내용

① 놀라운 하드웨어 기술의 발전 속도 (이동 속도 및 Dexterous 정밀도 개선)

첫 번째는 Optimus의 하드웨어 개발 속도가 굉장히 빠르다는 점이다. Optimus의 하드웨어 완성도를 평가하는 척도는 크게 2가지가 있는데, 먼저 이동속도를 포함하는 이동부 (다리)의 성능이다. 이번 영상에서 Optimus Gen 2는 이전 모델 대비 이동속도가 30%가량 개선 된 것으로 파악된다.

또한 Optimus의 무게가 약 10Kg가량 감소했다는 사실도 공개했다. 로봇이 가벼워진다는 것은 더 빠른 이동 속도를 가질 수 있다는 사실을 의미하는 바, 이동 속도는 계속해서 개선될 것으로 전망된다. 물론 휴머노이드의 하드웨어 완성도가 가장 높다 고 평가받는 Boston Dynamics의 Atlas와 비교했을 때는 많이 부족한 것이 사실이다.

다만 출력이 높은 유압 모터 구동 방식을 채택하는 Atlas와 달리, Optimus는 Electric Motor를 사용한다. 이에 필연적으로 하드웨어 구동 범위는 상대적으로 제한될 수밖에 없다. 또한 Atlas는 약 10년에 가까운 시간 동안 Trial & Error 과정을 거쳐 개발된 반면, Optimus는 약 3년도 안 되는 짧은 시간만이 주어졌다.

무엇 보다 Optimus가 차량 생산 공정 내에 투입된다고 가정하면, Atlas처럼 백텀블링을 하거나, 계단을 뛰어올라갈 필요는 없다. 사람의 보행과 유사한 이동 속도만 갖춘다면 충분하고, Electric Motor를 통해 전력효율성까지 높은 Optimus가 더 현실적인 휴머노이드일 것이다.

두 번째 척도는 작업부, 즉 Dexterous의 완성도이다. Dexterous는 사람의 손을 모방하는 End Effector이기에, 관절과 마디의 구성이 매 우 복잡하다. 그래서 협동 로봇의 End Effector는 Dexterous가 아닌 매우 단순한 Gripper를 사용한다. 그럼에도 불구하고, 많은 업체들 이 Dexterous를 개발하는 이유는 간단하다.

사람의 손이 수행하는 많은 작업을 할 수 있기 때문이다. 현재 협동 로봇은 수행 작업이 바뀐 다면 End Effector를 교체하는 번거로운 과정이 수반되는데, Dexterous는 그렇지 않은 것이다. 이번 Optimus Gen 2는 Dexterous로 계 란을 파지 하는 영상을 시연했다. 우리는 평소 계란을 쥘 때, 사실 큰 어려움이 없다.

하지만 계란을 쥐는 행위는 로봇에게는 매우 까다롭다. 먼저 힘을 얼마나 주어야 계란이 깨지지 않는지를 학습해야 할 것이다. 또한 손가락 마디 별로 가해지는 서로 다른 힘을 감지할 수 있어야 한다. 마지막으로 계란이 깨지기 쉬운 부위를 피해서 파지 해야 할 것인데, 이를 인지할 Vision Sensor 및 AI 학습 알고리즘도 수반되어야 한다.

이번 영상 속에서 Optimus Gen 2는 계란을 파지 해서 목표 위치에 올려놓는 데 성공했다. 이는 전술한 요소 기술들을 모두 보유하고 있다는 것을 뜻하고, 즉 단순한 퍼포먼스 이상의 의미를 가지고 있는 것이다. 현재 휴머노이드를 개발하는 많은 스타트업들은 Atlas보다는 AI 학습을 기반으로 하는 Optimus를 지향하는 바, 이번 발표 이후 경쟁 업체들의 2024년 행보에도 주목해 볼 필요가 있다.

② 대량 양산이라는 목표는 여전히 유효 (Optimus Gen 2는 자체 개발한 액츄에이터를 탑재)

두 번째는 대량 양산이라는 목표가 여전히 유효하다는 점이다. 지난 2022년 10월 AI Day 2에서 Optimus의 프로토 타입을 공개할 당시, Tesla는 액츄에이터를 자체 설계하겠다고 발표했다. 액츄에이터는 쉽게 말해 사람의 관절과 같은 역할을 한다. 즉 특정한 에너지를 기계적인 움직임으로 변화해 주는 모듈의 한 종류이다.

 

현재 기성품 액츄에이터는 산업용 로봇 및 협동 로봇에 최적화가 되어있고, 이는 매우 많은 관절(약 40~50 DoF)로 구성되는 휴머노이드의 개발이 쉽지 않은 이유기도 하다. 이에 Tesla는 기성품 액츄에이터를 구매하는 것이 아니라, Optimus에 최적화한 액츄에이터를 자체 개발 및 생산하겠다고 발표한 것이다.

이는 결국 비용 하락을 통한 대량 생산을 의미한다. 이번 영 상에서 등장한 ‘Tesla Designed Actuators& Sensor’에서 알 수 있듯이, 대량 생산이라는 Tesla의 청사진은 순항하고 있는 것으로 보인다.

휴머노이드의 대량 생산은 이제 더 이상 꿈같은 이야기가 아니다. 휴머노이드를 개발하는 대표적인 업체인 Agility Robotics 또한 자사 2 족 보행 로봇인 Digit의 대량 생산을 위한 공장 설립을 2023년 9월부터 착수했다. 뿐만 아니라, Digit을 Amazon 물류 센터 내에서 활용하기 위한 시범 운행을 진행 중이다.

중국 또한 2025년 휴머노이드 로봇 대량 생산, 2027년 휴머노이드 개발 역량 및 완성된 공급망 확보 등 의 내용을 담은 휴머노이드 혁신 발전 지도 의견을 발표한 바 있다. 이에 비해 한국은 아직까지 휴머노이드와 관련한 지원 정책은 미진한 것이 사실이다.

다만 현대자동차 산하 Boston Dynamics, HUBO를 보유하고 있는 레인보우로보틱스 등 국내 업체의 휴머노이드 개발 역량 자체는 나쁘지 않다. 이에 2024년 연내 발표가 예정되어 있는 첨단 로봇 산업 전략 1.0에서 관련 내용을 주목해 볼 필요가 있을 것이다.