K-피지컬 AI 풀스택 구축을 위한 연구 개발 동향과 활용사례 분석 (양장본 Hardcover)

K-피지컬 AI 풀스택 구축을 위한 연구 개발 동향과 활용사례 분석 (양장본 Hardcover)

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Description
반도체, AI 데이터센터, 피지컬 AI 등 이른바 ‘3대 메가프로젝트’를 둘러싼 전 세계 시장규모가 2030년 초반 기준 4400조원에 달할 것으로 추산된다. 인공지능(AI) 산업이 피지컬 AI로 확장되는 것과 맞물려 미래 로봇 시장 주도권을 잡기 위한 경쟁이 한층 치열해지고 있다. 피지컬 AI는 인간의 인지·감각·조작·행동 과정을 공학적으로 재해석하고, 이를 로봇과 물리 시스템에 구현하는 차세대 AI이다. 시장조사업체 그랜드뷰리서치에 따르면 글로벌 피지컬 AI 시장은 2025년 816억달러에서 연평균 36.1% 성장해 2033년에는 9604억달러 규모에 이를 전망이다.

핵심은 ‘피지컬 AI 풀스택 기술’이다. 데이터, VLA·월드모델 등 AI 파운데이션 모델, 시뮬레이터와 Sim2Real, 초저지연·저전력 온디바이스 AI 반도체, 로봇 제어 및 통신 인프라가 함께 설계되어야 한다. 특히 개별 기술 개발을 넘어 데이터-모델-시뮬레이터-반도체-로봇의 공동 설계가 매우 중요하다.

한국은 중국처럼 거대한 내수시장과 완결형 공급망을 구축하기 어렵지만, 반도체·철강·조선 등 고난도 제조 현장에서 수십 년간 축적한 공정기술과 판단 데이터를 보유하고 있다. 또한 강점인 HBM과 정밀 장비·부품, 고부가 소재, 제어 소프트웨어를 함께 묶으면 공장 운영에 필요한 시스템 전체를 공급할 수 있다. 즉, 한국 제조업의 가치를 높이려면 반도체와 로봇뿐 아니라 철강·석유화학·조선·기계 등 기존 주력산업도 제조 AI의 학습·실증 현장으로 활용해야 한다. 한국기계연구원은 2026년을 휴머노이드 로봇이 연구개발(R&D) 수준을 벗어나 상업적 응용 단계로 전환되는 해로 보고, 향후 5년이 기술·시장 패권을 결정하는 결정적 시기라고 진단했다. 이미 미국은 테슬라·엔비디아 등 빅테크 주도의 AI 파운데이션 모델을 바탕으로 휴머노이드 로봇 산업을 선도하고 있고, 중국은 140개 이상 기업이 양산 경쟁에 돌입해 2025년 신규 모델의 약 70%를 점유하며 시장을 빠르게 장악하는 중이다. 한국도 주요 기업들은 수십 년간 쌓아온 방대한 제조 데이터와 공정 인프라를 무기 삼아 로봇 패권 경쟁에 적극적으로 뛰어들고 있다.

이에 본원 R&D정보센터에서는 국내 피지컬 AI 산업의 풀스택 생태계 구축에 도움이 되고자 「K-피지컬 AI 풀스택 구축을 위한 연구 개발 동향과 활용사례 분석」을 발간하였다. 1편에서는 피지컬 AI 풀스택 구축에 필요한 다양한 연구개발 동향과 국가 안보 이슈를 다루었고, 2편에서는 피지컬 AI의 실제 구현을 위한 기술 활용과 실증사례를 다루었다. 본서가 학계ㆍ연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.
저자

지식산업정보원R&D정보센터

목차

제Ⅰ편피지컬AI풀스택생태계구축
제1장차세대AI기술역량과국내피지컬AI성장전략
1.차세대AI기술확산과국내AI역량과과제
1)차세대AI기술동향
(1)AI기술트렌드
가.주요기관별기술동향
A)McKinsey&Company
B)Gartner
C)Deloitte
D)Trendforce
E)Forbes
F)기타
나.글로벌AI기술동향분석
다.국내AI연구동향분석
라.글로벌트렌드대비국내현위치
(2)AI기술발전방향
가.GenerativeAI
나.AgenticAI
다.PhysicalAI
(3)기술동향시사점
2)차세대AI기술이산업에미칠영향
(1)AgenticAI로인한산업변화
(2)PhysicalAI로인한산업변화
(3)산업변화전망및시사점
3)분야별로살펴본우리나라AI역량과과제
(1)연구·개발
가.주목할만한AI모델(NotableAIModel)
나.데이터센터(DataCenters)
다.특허(Patents)
라.AI저자및발명자(AIAuthorsandInventors)
(2)기술성능
가.로보틱스와자율동작(RoboticsandAutonomousMotion)
(3)책임있는AI
가.학계에서의책임있는AI(RAIinAcademia)
나.책임있는AI정책형성(RAIPolicymaking)
다.공정성과편향(FairnessandBias)
라.보안과안전성(SecurityandSafety)
(4)경제
가.투자와인프라(InvestmentandInfrastructure)
나.기업의AI도입(CorporateAIAdoption)
다.일자리(Jobs)
라.로봇도입(RobotDeployments)
(5)의학
가.환자참여(PatientEngagement)
(6)교육
가.고등교육단계의컴퓨터과학및AI교육(PostsecondaryCSandAIEducation)
나.K-12컴퓨터과학및AI교육(K-12CSandAIEducation)
다.AI역량습득(AISkillAcquisition)
(7)정책·거버넌스
가.국가AI전략(NationalAIStrategies)
나.AI주권(AISovereignty)
다.AI와정책형성(AIandPolicymaking)
4)대한민국이AI3대강국으로가기위한시사점
(1)기술및연구개발역량
가.독자적인AI모델생태계조성
나.전문분야의집중과인력구성의특징
다.양적팽창을넘어질적인파급력확대로
(2)경제및산업인프라
가.글로벌AI인프라의중심이된K-반도체
나.민간투자활성화와벤처생태계의활력제고
다.현장의빠른AI도입과자동화경쟁력
(3)교육및인적자원
가.미래세대의‘AI네이티브’화(化)
나.우수인재의국내잔류와유입을위한노력
(4)정책및거버넌스
가.법제도적선점과혁신을향한국민적관심
나.정책의현장안착과사회적신뢰의정합성
5)현실세계를위한차세대AI기술동향과전망
2.글로벌PhysicalAI산업동향및생태계분석
1)피지컬AI개념과부상배경
2)PhysicalAI기술개발스택
(1)엔비디아의피지컬AI시장지배전략
가.옴니버스(Omniverse)
나.코스모스(Cosmos)
다.알파마요(Alpamayo)
(2)PhysicalAI생태계의붐업
3)PhysicalAI플레이어동향
(1)주요글로벌기업동향
가.스마트팩토리업체
나.모빌리티업체
다.산업용로봇업체
(2)파운데이션모델·휴머노이드개발업체의등장
가.FM개발업체
나.휴머노이드개발업체
4)글로벌피지컬AI산업동향
(1)Ⅰ사분면:‘추론’과‘인식’중심
가.테슬라(Tesla)
나.웨이모(Waymo)
(2)Ⅱ사분면:‘행동’과‘인식’중심
가.DJI
나.도요타,딜리전스로보틱스
(3)Ⅲ사분면:‘행동’과‘판단’중심
가.아마존로보틱스(AmazonRobotics)
나.보스턴다이내믹스
(4)Ⅳ사분면:‘추론’과‘판단’중심
가.테슬라
나.피규어AI(FigureAI)
다.보스턴다이이내믹스
5)한국시장의성장잠재력과전략적선택
(1)한국시장의PhysicalAI경쟁력
(2)PhysicalAI의수요
가.인구구조의변화
나.제조업중심의높은로봇수용도
(3)PhysicalAI의공급
가.풍부한적용분야
나.연구인력인프라
(4)PhysicalAI정책‘PhysicalAIGlobalAlliance’
6)로봇및PhysicalAI분야의전략적기회영역
(1)전략적기회
가.시뮬레이션오퍼레이션
나.로봇:정신(파운데이션모델)×신체(HW)조합의시대
(2)시사점

제2장피지컬AI추진현황과플랫폼고도화기술동향
1.CES2026‘PhysicalAI’기술과전망
1)CES2026속피지컬AI(PhysicalAI)
2)AI인프라
(1)AI인프라구조의전환
(2)인프라의질적패러다임전환
3)냉각솔루션의전략적자산화
(1)150kW시대의개막:공랭식(Air-cooling)의종말
(2)TCO의핵심,PUE(전력효율지수)혁신과온수냉각(WarmWater)전략
(3)인프라밸류체인의질적변화
4)Grid-to-Chip
(1)NativeDC데이터센터
(2)구리의물리적중량한계해결
(3)전력변동성(Volatility)제어
5)VertivHoldings(VRT):액체냉각
(1)Vertiv360AI를통한차세대표준선점
(2)M&A를통한서비스해자강화
(3)재무적성장가시성및밸류에이션모멘텀
6)Eaton(ETN):AI팩토리의‘전력표준’
(1)그리드투칩(Grid-to-Chip)아키텍처의독점적리더십
(2)AI전력버스팅(Bursting)의해결사
7)PhysicalAI의상용화(The‘Doing’AI)
(1)캐터필러(CAT):산업현장에등장한AI
(2)디어앤컴퍼니(DE):정밀농업솔루션에적용될PhysicalAI
(3)우버테크놀로지스(UBER):루시드(Lucid)-뉴로(Nuro)로보택시연합
2.주요국의피지컬AI도입및활용현황
1)대한민국‘물리적인공지능(피지컬AI)핵심경쟁력확보전략’
(1)추진배경
(2)현황진단
(3)중점추진방향
(4)추진과제
가.[데이터]범부처피지컬AI데이터확보체계구축
A)범부처데이터집적및종합관리
B)피지컬AI데이터수집ㆍ활용지원
C)요약
나.[기술]범용파운데이션모델등피지컬AI핵심기술개발
A)피지컬AI3대공통기반기술확보
B)핵심기술확보및실증을통한풀스택AI팩토리구축
C)피지컬AI디바이스기술확보
D)피지컬AI현장확산을위한네트워크ㆍ보안기술확보
E)요약
다.[확산]피지컬AI서비스적용확산가속화
A)피지컬AI확산을위한범부처협력체계구축
B)피지컬AI확산을위한현장적용·실증추진
C)요약
라.[생태계]피지컬AI성장생태계지원
A)법ㆍ제도,투자,인재양성등피지컬AI산업성장기반구축
B)피지컬AI의안전성,신뢰성및객관적성능지표확보
C)산학연및기관간,글로벌협력체계구축
D)요약
2)미국의피지컬AI현황
(1)미국연방정부의인공지능국가정책체계및규제장악력확보전략
가.50개주단위규제파편화의문제점인식
나.행정명령14365호서명및‘최소부담국가표준’확립
다.연방입법추진:TRUMPAMERICAAIAct를통한법적인프라재편
라.주정부규제철폐를위한강력한경제적유인책(지렛대)활용
(2)피지컬AI산업의기술동향및상용화격전지분석
가.‘상식(CommonSense)’학습과월드모델(WorldModel)구축
나.가상-실제피드백루프의가동과원가혁신
(3)주요산업별피지컬AI활용및혁신사례
가.정밀농업시장의파괴적혁신(카본로보틱스)
나.심화되는간호인력난해소를위한의료보조인프라(딜리전트로보틱스)
(4)첨단신산업육성을위한중소기업(SME)인프라민주화지원현황
가.국가AI연구자원(NAIRR)프로그램을통한컴퓨팅민주화
나.정부주도의맞춤형도입컨설팅및밀착형기술금융체계
(5)글로벌공급망재편에따른미국의구조적한계(PainPoints)와안보딜레마
가.핵심희유광물및영구자석시장의대중국절대적열위현황
나.피지컬AI부품원가폭등리스크및공급망디커플링의딜레마
(6)시사점
가.‘파편적규제난립방지’와네거티브방식의AI법적인프라확립필요
나.글로벌공급망재편속전략적‘De-leveraging’및대안밸류체인확보필요
3)중국의피지컬AI현황
(1)중국의거시적패러다임전환과3단계전략
가.인구구조변화와서구보다10년이른선제적준비
나.구신지능굴기를위한3단계거시로드맵
A)(1단계)중국제조2025(2015년~)
B)(2단계)차세대인공지능발전계획(2017년~)
C)(3단계)구신지능의도래(2021년~)두뇌와신체의결합
(2)‘국가주식회사’중국의정교한거버넌스와벤처캐피털전략
가.CEO를자임한중국중앙정부의역할분담전략
나.기업간역할배분(무분별한자본중복투자차단)
다.투트랙(Two-track)인재플라이휠(Flywheel)의본격가동
라.벤처캐피털리스트로서의국가:인내자본과흑묘백묘전략
(3)중소기업혁신생태계지원및인프라의민주화
가.산력권(算力券)기반의컴퓨팅파워민주화
나.하드웨어플랫폼오픈소스화및국가표준수립을통한기술장벽해소
다.이기종로봇훈련장‘기린(Qilin/Kylin)’구축과피지컬AI데이터확보
(4)주요기업현황
가.휴머노이드로봇:초저가양산과스킬이코노미(SkillEconomy)의도래
나.로보택시(자율주행):바이두아폴로고(ApolloGo)의무서운독주
다.저고도경제(Low-AltitudeEconomy)및드론산업의비상(飛上)
(5)중국구신지능굴기의구조적한계점(PainPoints)과잠재리스크
가.사회적안정과전면적자동화도입간의거시적딜레마
나.지정학적갈등에따른첨단반도체공급망리스크상존
다.모방학습에편중된피지컬AI(VLA모델)의소프트웨어적한계
(6)시사점
가.시사점요약
나.대한민국을위한제언
4)영국의피지컬A