젠슨 황 미국 엔비디아 최고경영자(CEO)는 지난해 세계 최대 전자·정보기술(IT) 전시회 CES에서 피지컬 인공지능(AI)의 등장을 예고했고 올해 엔비디아 연례 개발자 회의 GTC에서는 “피지컬 AI의 시대가 왔다(Physical AI has arrived)”고 말하며 AI의 무대가 현실 세계로 넘어왔음을 공식화했다.

이는 AI 경쟁의 중심이 텍스트나 이미지 생성에서 공장과 물류, 병원과 일상 공간 등 현실 세계를 인식·판단해 직접 행동하는 피지컬 AI로 압축적으로 이동하고 있음을 보여준다.

피지컬 AI는 기존 산업 자동화와 작동 원리부터 다르다. 기존 자동화는 미리 정해진 규칙 기반(rule-based) 경로에 따라서만 움직였고 예외 상황이 발생하면 멈춰 설 수밖에 없었다.

반면 피지컬 AI는 예측 불가능한 현실의 변수를 실시간으로 인지하고 스스로 판단해 자율적으로 행동을 조정하며 산업 현장을 더 유연하게 바꾼다.

이처럼 작동 방식이 달라지면서 ‘경쟁의 단위’도 바뀌고 있다. 과거에는 개별 기계의 성능이 중요했다면 이제는 ‘반도체-소프트웨어-로봇 하드웨어-서비스’로 연결된 ‘시스템의 완성도’, 즉 얼마나 유기적으로 맞물려 작동하느냐가 더 중요해졌다. 피지컬 AI 경쟁은 단일 기술의 우열을 넘어 준비된 생태계 간의 경쟁이다.

이 변화는 우리에게도 기회다. 빅테크가 장악하고 있는 언어 모델 시장과 달리 피지컬 AI 분야에는 아직 절대 강자가 자리를 잡지 않았다. 물리적 세계를 다루는 AI가 이제 막 본격적인 성장 단계에 들어선 만큼 지금은 선도 경쟁에 역량을 집중할 때다.

더구나 우리는 피지컬 AI 경쟁에 필요한 핵심 자산을 이미 갖추고 있다. 제조와 물류, 조선과 자동차, 반도체로 이어지는 산업 현장은 피지컬 AI 학습에 필요한 실제 데이터를 축적·검증하기에 최적의 환경이다. 또 피지컬 AI의 심장인 AI 반도체 역량은 우리가 가진 결정적인 강점이다. 여기에 독자적인 AI 모델 기술이 결합한다면 추격자가 아닌 선도자로서 경쟁해볼 만하다.

이 기회를 현실의 성과로 연결하려면 세 가지 과제를 함께 추진해야 한다. 첫째, 피지컬 AI의 두뇌인 기반 모델의 확보다. 피지컬 AI는 로봇이 사물을 보고(Vision), 명령을 이해하고(Language), 행동으로 옮기는(Action) 과정을 통합 학습하는 시각·언어·행동 모델(VLA)을 갖춰야 한다.

둘째, 현실 세계를 가상공간에 구현해 미리 학습하고 검증하는 ‘월드 모델’ 개발이 중요하다. 이는 다양한 합성 데이터를 생성하고 여러 예외 상황을 충분히 시험함으로써 피지컬 AI의 현실 대응력과 안정성을 높이는 핵심 기반이기 때문이다.

셋째, 심장인 AI 반도체 역량을 한층 더 끌어올려야 한다. 피지컬 AI용 반도체는 제한된 전력과 공간 안에서 실시간으로 판단하고 제어해야 한다. 따라서 중요한 것은 칩 자체의 속도를 높이는 데 그치지 않고 저전력·실시간 구동에 최적화된 반도체를 구현하는 일이다.

결국 종합예술 피지컬 AI의 승부는 개별 요소 기술이 아니라 이를 산업 생태계로 엮어내는 국가 역량에서 갈리게 된다. ‘현장 데이터-연구개발(R&D)-반도체-소프트웨어-산업 실증과 제도’가 정교하게 맞물릴 때 비로소 미래 산업의 주도권도 확보할 수 있다.

우리처럼 제조 역량, 현장 데이터, AI 반도체 경쟁력을 동시에 갖춘 나라는 세계적으로도 드물다. 지금이야말로 이 강점을 전략적으로 결집해 피지컬 AI 선도국 도약에 나설 때다.

<홍진배 정보통신기획평가원장>