KAIST가 인공지능(AI)이 공장 전체를 스스로 운영하는 ‘완전 무인공장’ 구현에 성공했다.
이를 통해 제조 공정 전반을 하나의 AI가 통합 제어하는 ‘피지컬 AI 공장’이 현실화되면서 글로벌 제조 패러다임을 선도할 것으로 기대된다.
KAIST는 산업및시스템공학과 장영재 교수팀이 서로 다른 종류의 로봇과 센서, 설비, 디지털 트윈을 하나의 시스템으로 묶어 통합 운영하는 피지컬 AI 테스트베드 ‘카이로스(KAIROS, KAIST AI Robot Orchestration Systems)’를 구축했다고 23일 밝혔다.
카이로스는 AI가 공장 운영 전반을 직접 통제하는 국내 최초 100% 무인공장 플랫폼 테스베드로, 단순 자동화를 넘어 공장 전체를 하나의 지능형 시스템으로 운영하는 차세대 ‘다크팩토리’ 구현을 목표로 한다.
카이로스의 핵심은 공장 내 모든 설비와 로봇을 ‘AI 에이전트 기반 단일 운영체계(OS)’로 통합한 것이다.
기존 스마트공장은 개별 장비 중심의 자동화에 머물렀던 반면 카이로스는 물류로봇(AMR), 휴머노이드 로봇, 협동로봇, 자동화 설비 등을 하나의 플랫폼에서 동시에 제어한다.
이를 통해 공장 전체가 하나의 ‘AI 두뇌’ 아래 유기적으로 작동하는 구조를 구현했다.
특히 ‘센서-제어-데이터 처리’ 전 과정을 100% 국산 기술로 구축한 점도 눈에 띈다.
AMR과 OHT, 3D 셔틀 등 물류 시스템부터 산업용 센서, 제어기, 무선충전, 디지털 트윈, AI 기반 통합 관제 시스템까지 다크팩토리 핵심 요소를 국산화했다.
이는 해외 장비와 소프트웨어 의존도가 높던 기존 제조 환경을 탈피, K-제조 공장의 수출 경쟁력을 확보한 것으로 평가받는다.
특히 단순한 자동화 설비를 넘어 공장 운영체계(OS) 개념을 제시한 것은 큰 의미를 갖는다.
이를 통해 공장 설계 단계에서는 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 최적 구조를 설계하고, 구축 단계에서는 가상 환경에서 사전 검증을 수행하며, 운영 단계에서는 AI가 실시간으로 공정을 최적화할 수 있다.
이는 제조 전 과정이 하나의 플랫폼으로 통합되는 ‘엔드 투 엔드(End-to-End, E2E) 운영체계’다.
또 디지털 트윈 기반 가상 공장과 실제 로봇 하드웨어를 연동해 다양한 생산 시나리오를 사전에 검증할 수 있어 산업현장에서 적용 가능성을 크게 높였다.
기업들은 실제 설비 도입 전에 카이로스 환경에서 테스트를 수행해 비용과 리스크를 줄일 수 있다.
이번 테스트베드는 ‘팀 코리아 피지컬 AI(TK-PAI)’ 얼라이언스의 핵심 협업 플랫폼으로도 활용된다.
이는 국내 로봇·자동화 기업들이 개발한 기술과 제품을 통합해 실증하고, 개별 기술을 하나의 다크팩토리 시스템으로 결합하는 생태계 구축을 목표로 한다.
KAIST는 향후 카이로스를 고도화해 다크팩토리 설계·구축·운영을 아우르는 통합 플랫폼으로 발전시킬 계획이다.
특히 시뮬레이션 기반 가상 검증 환경을 강화하고, 로봇 및 자동화 장비의 시험·평가 플랫폼으로 활용 범위를 확대할 방침이다.
나아가 독일 지멘스(Siemens), 일본의 파낙(FANUC)과 야스카와(Yaskawa Electric) 등 글로벌 기업과 경쟁 가능한 피지컬 AI 기반 다크팩토리 솔루션을 개발, 해외시장 진출도 모색할 예정이다.
이날 배경훈 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관은 카이로스를 방문해 국가 피지컬 AI 전략을 발표하고 실증 결과를 점검했다.
장 교수는 “카이로스는 개별 자동화 기술을 넘어 다양한 로봇과 설비를 하나의 시스템으로 통합하는 공장 운영체계를 구현한 것”이라며 “국내 기업들이 실제 산업 현장에 적용 가능한 기술을 검증하고 글로벌 시장으로 확장할 수 있는 전환점이 될 것”이라고 설명했다.
이광형 KAIST 총장은 “카이로스는 AI가 공장을 직접 운영하는 새로운 산업 패러다임의 출발점”이라며 “피지컬 AI를 기반으로 제조 혁신을 선도하고 글로벌 산업 경쟁에서 주도권을 확보하는 데 기여하겠다”고 강조했다.
