한국과학기술원(KAIST) 산업및시스템공학과 장영재 교수팀이 이기종 로봇과 센서, 설비, 디지털 트윈을 하나의 시스템으로 통합 제어하는 피지컬 AI 테스트베드 ‘카이로스(KAIROS, KAIST AI Robot Orchestration Systems)’를 구축했다고 밝혔다.

 

이기종 물류로봇 운영 시스템 통합 운영 모습 / 사진. KAIST

 

카이로스는 피지컬 AI 기반 100% 무인공장 플랫폼으로, 과학기술정보통신부(이하 과기정통부) 지원을 통해 개발된 국내 최초 통합형 테스트베드다. 특히 향후 다크팩토리(Dark Factory) 수출을 목표로 한 국산 통합 솔루션이라는 점에서 주목된다.

 

카이로스의 가장 큰 특징은 공장 내 다양한 장비를 AI 에이전트 기반 단일 운영체계(OS)로 통합 제어하는 구조다.

 

기존 공장 자동화가 개별 장비 중심으로 운영되었다면, 카이로스는 물류 로봇(AMR), 휴머노이드 로봇, 협동로봇, 자동화 설비 등을 하나의 지능형 플랫폼으로 통합한다. 이를 통해 공장 전체를 하나의 AI 시스템처럼 운영하는 ‘피지컬 AI 기반 공장 운영 개념’을 구현했다.

 

이번 테스트베드는 센서–제어–데이터 처리 전 구간을 100% 국산 기술로 통합 구축한 것이 핵심이다.

 

물류로봇(AMR), OHT, 3D 셔틀, 휴머노이드 로봇, 협동로봇, 산업용 센서 및 PC 제어기, 무선충전 시스템, 디지털 트윈 및 시뮬레이션, AI 기반 통합 관제 및 안전관리 시스템 등 다크팩토리를 구성하는 핵심 요소를 국산 기술로 통합함으로써, 해외 의존도가 높던 공장 자동화 장비와 소프트웨어를 대체하고 ‘K-제조 공장 수출 모델’의 기반을 마련했다.

 

과기정통부는 피지컬 AI 사전검증 사업의 일환으로 KAIST 산업경영학동 내 실증랩 구축을 지원해왔으며, 23일 배경훈 부총리(과기부 장관)가 KAIST를 방문해 국가 피지컬 AI 전략(안)을 발표하고 카이로스 기반 다크팩토리 실증 현장을 둘러봤다.

 

이날 행사에서는 KAIST 실증랩의 공장 운영체계와 전북대 등과의 피지컬 AI 공동 실증 성과, 국내 기업 협력 구조인 ‘팀 코리아 피지컬 AI(Team Korea Physical AI, TK-PAI)’ 얼라이언스 방향 등이 함께 논의됐다.

 

KAIST는 향후 카이로스를 통해 다크팩토리 설계·구축·운영을 아우르는 차세대 공장 운영체계(OS)를 고도화하고, 시뮬레이션 및 가상 검증 환경을 발전시킬 계획이다.

 

또한 국내 로봇·자동화 기업이 신뢰성 높은 장비를 사전 검증할 수 있는 시험·평가 플랫폼으로 활용해 산업 적용성을 높인다는 방침이다.

 

나아가 독일 지멘스(Siemens), 일본 화낙(FANUC), 야스카와(Yaskawa) 등과 경쟁 가능한 피지컬 AI 기반 다크팩토리 솔루션을 개발해 글로벌 시장 진출을 추진할 계획이다.

 

이광형 KAIST 총장은 “카이로스는 AI가 공장을 직접 운영하는 새로운 산업 패러다임의 시작”이라며 “KAIST는 피지컬 AI를 기반으로 제조 혁신을 선도하고 대한민국이 글로벌 산업 경쟁에서 주도권을 확보할 수 있도록 기여하겠다”고 밝혔다.

 

카이로스 구축을 주도한 장영재 교수는 “카이로스는 개별 자동화 기술을 넘어 다양한 로봇과 설비를 하나의 시스템으로 통합하는 공장 운영체계(OS) 개념을 구현한 것”이라며 “국내 기업들이 실제 산업 현장에 적용 가능한 피지컬 AI 기술을 검증하고 글로벌 시장으로 확장할 수 있는 기반이 될 것”이라고 설명했다.