[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 한국과학기술원(KAIST)는 산업및시스템공학과 장영재 교수팀이 AI가 공장을 통합 운영하는 차세대 다크팩토리 플랫폼 '카이로스(KAIROS, KAIST AI Robot Orchestration Systems)'를 개발했다고 23일 밝혔다.

카이로스는 이기종 로봇과 센서, 설비, 디지털 트윈을 하나의 시스템으로 통합 제어하는 피지컬 AI 기반 100% 무인공장 플랫폼이다. 과학기술정보통신부 지원을 통해 개발된 국내 최초 수준의 통합형 테스트베드로, 향후 다크팩토리 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 운영됐다면, 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 개념을 구현했다. 기존의 개별 자동화 기술을 넘어 다양한 로봇과 설비를 하나의 시스템으로 통합하는 공장 운영체계 개념이 핵심이다.

이번 테스트베드는 센서 제어부터 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 통합했다. 이는 해외 의존도가 높던 공장 자동화 장비와 소프트웨어를 대체하고 K-제조 공장 수출 모델의 기반을 마련했다는 의미다.

카이로스는 세 가지 주요 목적으로 활용될 계획이다.

우선 팀코리아 피지컬 AI(Team Korea Physical AI, TK-PAI) 얼라이언스 협업 플랫폼으로 기능을 할 것으로 기대된다. AMR, OHT, 3D 셔틀, 휴머노이드 로봇 등 다양한 이기종 로봇과 소프트웨어 운영 시스템, 디지털 트윈, 안전관리 시스템, 제어기 및 센서 등 대한민국 기업들이 개발한 기술과 제품을 통합하여 실증하고 운영한다. 개별 기업 중심의 기술 개발을 넘어 다크팩토리를 하나의 통합된 시스템으로 구성하고 협업할 수 있는 생태계를 구축하며, 향후 다크팩토리의 글로벌 수출 기반을 마련하는 것을 목표로 한다.

또 다크팩토리 설계·구축·운영 OS 개발 플랫폼으로 활용된다. 카이로스의 핵심은 다크팩토리 설계를 위한 시뮬레이션 소프트웨어, 구축 단계에서의 가상환경 테스트 환경, 운영을 위한 OS를 개발·검증하는 것이다. 이를 통해 세계 시장에서 경쟁할 수 있는 다크팩토리 솔루션을 지속적으로 개발 및 상품화할 계획이다. 독일 지멘스의 소프트웨어 솔루션과 경쟁 가능한 수준의 국산 솔루션 개발을 목표로 하고 있다.

로봇·자동화 AI 학습 및 시스템 시험 평가 플랫폼 역할을 할 것으로 기대된다. KAIST에서 개발한 다양한 가상 공장 모델을 보유하고 있으며, 이를 지속적으로 확장·고도화할 계획이다. 가상 공장을 실제 로봇 하드웨어와 연동하여 다양한 로봇의 학습 및 하드웨어를 시험·평가함으로써 국내 로봇 하드웨어 기술의 발전에 기여한다. 로봇을 도입하려는 기업들이 도입 이전에 카이로스에서 사전 테스트를 수행함으로써 신뢰할 수 있는 로봇을 검증하고 선정할 수 있는 서비스를 제공할 예정이다.

KAIST는 향후 카이로스를 통해 다크팩토리 설계·구축·운영을 아우르는 차세대 공장 운영체계를 고도화하고, 시뮬레이션 및 가상 검증 환경을 발전시킬 계획이다. 나아가 독일 지멘스, 일본 파낙, 야스카와 등과 경쟁 가능한 피지컬 AI 기반 다크팩토리 솔루션을 개발해 글로벌 시장 진출을 추진할 방침이다.

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 "국내 기업들이 실제 산업 현장에 적용 가능한 피지컬 AI 기술을 검증하고 글로벌 시장으로 확장할 수 있는 기반이 될 것"이라고 설명했다.

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