인공지능(AI)과 로봇, 데이터 기술이 식품 산업과 결합하며 '푸드테크(Food Tech)'가 미래 성장산업으로 부상하고 있다. 전통 식품산업보다 빠른 성장세를 보이는 푸드테크는 생산과 조리, 유통과 소비 방식까지 변화시키고 있다. <뉴스핌>은 국내 푸드테크 산업의 현주소와 과제를 두 차례에 걸쳐 짚어본다.

[세종=뉴스핌] 이정아 기자 = 사람 대신 로봇이 튀김을 만들고, 3D 푸드 프린터가 원하는 형태의 음식을 즉석에서 구현한다. 외식업계에서는 인공지능(AI) 기반 데이터 분석을 활용한 운영 효율화가 본격화되고, 고객 건강 상태에 맞춘 맞춤형 영양식 개발도 현실화되고 있다. 식품 산업 전반에 AI와 로봇, 데이터 기술이 빠르게 스며들면서 이른바 '푸드테크(Food Tech)' 산업이 미래 먹거리 분야로 주목받고 있다.

11일 농림축산식품부에 따르면 푸드테크는 식품(Food)과 기술(Technology)의 합성어로, 식품의 생산·유통·소비 전반에 AI·로봇·바이오기술(BT) 등 첨단기술이 결합된 산업을 뜻한다. 과거에는 배달 플랫폼이나 간편식 중심으로 인식됐지만 최근에는 3D 식품 프린팅과 조리 로봇, 스마트공장 등으로 산업 범위가 빠르게 확대되는 모습이다.

실제 시장 성장세도 가파르다. 국내 푸드테크 시장 규모는 2020년 기준 약 61조원으로 추정된다. 2017년부터 2020년까지 연평균 성장률은 31.4%로, 같은 기간 전체 식품산업 성장률(4.8%)을 크게 웃돌았다. 세계 푸드테크 시장 규모 역시 2020년 기준 약 665조원 수준으로 성장한 것으로 추산된다.

특히 업계에서는 대체식품과 식품 프린팅, 조리 로봇 등 생산공정 기술 분야를 중심으로 향후 성장세가 더 가팔라질 것으로 보고 있다. 고령화와 1인 가구 증가, 인건비 상승, 식량안보 이슈 등이 맞물리면서 식품산업 전반의 디지털 전환이 빨라지고 있다는 분석이다.

◆ "정밀한 기술로 음식 출력"…3D·4D 푸드 프린팅 시대

푸드테크 기술은 실제 식품 생산 현장에도 빠르게 적용되고 있다. 푸드테크 기업 탑테이블은 3D 및 4D 푸드 프린팅 시스템을 전문으로 하는 기업으로, 개인 맞춤형 식품 제작 플랫폼 '푸디안(Foodian)'이 대표 제품이다. 사용자가 텍스트나 이미지 등 간단한 아이디어를 입력하면, 전용 슬라이서와 3D 프린팅 기술을 통해 원하는 형태의 식품을 구현하는 방식이다.

탑테이블은 정밀한 온도·압력 제어 기술을 기반으로 식재료 종류와 질감에 관계없이 다양한 형태의 식품을 자유롭게 조형할 수 있는 것이 특징이라고 설명했다. AI 기반 개인 맞춤 영양 제공 시스템인 'IINK(잉크)' 라인업도 함께 운영 중이다.

유현주 탑테이블 대표는 "기존 식품 제조 방식은 일관된 대량 생산 중심이어서 소비자 개개인의 세밀한 요구를 반영하기 어려웠고, 수작업으로 진행할 경우 인건비와 시간이 크게 발생했다"며 "3D 식품 프린팅은 데이터와 자동화 기술을 통해 준비 시간 없이 즉각적인 실시간 출력이 가능하다는 점이 가장 큰 차별점"이라고 설명했다.

그는 "푸디안의 경우 'Happy Birthday' 같은 레터링 작업도 30초가 채 걸리지 않을 정도로 빠르게 구현할 수 있다"며 "멀티 익스트루전을 장착한 스마트팩토리 방식으로 확대할 경우 시간당 800개 이상의 생산성(UPH)도 가능하다"고 말했다.

이어 "인건비를 절감하면서도 무한한 커스터마이징이 가능하다는 점이 가장 큰 경쟁력"이라며 "기존 식품산업이 대량 생산 중심이었다면 앞으로는 소비자 맞춤형 생산 체계로 변화할 가능성이 높다"고 덧붙였다.

현재 3D 식품 프린팅 기술은 베이커리와 카페, 호텔 등 하이엔드 외식업계를 중심으로 활용 범위를 넓혀가고 있다. 식물성 소재를 활용해 기존 비건 식품의 한계를 넘어서는 새로운 식문화 구현에도 활용되고 있다.

업계에서는 향후 병원식과 고령친화식, 맞춤 영양식 시장에서 상용화 가능성이 높을 것으로 보고 있다. 탑테이블은 현재 고객 건강 데이터에 맞춰 기능성 원료를 조합한 맞춤형 영양 음료 제조 기술인 'INK Nutri Bottle'을 개발 중이다.

유 대표는 "에너지와 면역, 수면·인지 개선, 이너뷰티 등 11가지 기능성 원료를 고객 상태에 맞춰 조합해 단 한 병의 맞춤형 영양 음료 형태로 즉각 구현하는 기술"이라며 "향후 저작 기능이 약한 고령자를 위한 연하식이나 환자 개인 상태에 맞춘 정밀 병원식 분야로도 빠르게 확장될 수 있을 것"이라고 설명했다.

탑테이블은 AI 기술과 푸드테크 결합 가능성에도 주목하고 있다. 유 대표는 "향후에는 고객의 생체 데이터와 라이프스타일, 유전자 정보 등을 AI가 분석하고, 3D 푸드 프린터가 실시간으로 최적화된 식품을 조리하는 환경이 일상화될 것"이라며 "미래 식문화는 단순히 맛있는 음식을 먹는 수준을 넘어 현재 건강 상태와 취향에 가장 최적화된 영양과 형태를 데이터 기반으로 제공받는 방향으로 변화하게 될 것"이라고 전망했다.

탑테이블은 CES 2024 최고혁신상 수상 이후 세계 시장에서도 주목받고 있다. 특히 북미 시장에서는 주방 자동화와 인건비 절감 측면에서 관심이 빗발치고 있다.

유 대표는 "해외 시장에서는 고객이 앱으로 직접 디자인하고 기기가 실시간으로 출력하는 'Seamless Ordering' 시스템에 대한 관심이 크다"며 "3D 푸드 프린터와 주문 앱을 연동한 자동화 시스템이 인력난 해소 대안으로 평가받고 있다"고 말했다.

이어 "푸드테크 산업은 향후 식량안보와 고령화, 기후위기 대응 과정에서도 중요한 역할을 하게 될 것"이라며 "대체육과 곤충 단백질, 미세조류 등 새로운 식재료를 소비자가 친숙하게 받아들일 수 있는 형태와 질감으로 재구성하는 데에도 3D 식품 프린팅 기술이 활용될 수 있다"고 했다.

그러면서 "향후에는 미래 식량뿐 아니라 우주 식량 분야까지도 확장 가능성이 있다고 보고 있다"며 "탑테이블의 3D 푸드 프린팅 기술이 지속 가능한 미래 식문화 구축에 기여하는 방향으로 발전해 나갈 것"이라고 강조했다.

◆ "튀김요리도 로봇이 직접"…외식업 자동화 확산

외식업계에서는 조리와 제조, 물류 분야를 중심으로 자동화 수요가 빠르게 확대되는 분위기다. 단순히 인건비 상승과 구인난 때문만이 아니라 외식업 운영 구조 자체가 변화하고 있다는 분석이 나온다.

로봇 전문기업 뉴로메카는 협동로봇 'Indy(인디)' 시리즈를 기반으로 외식업과 식품 제조 자동화 시장 공략에 나서고 있다. Indy 시리즈는 제조와 F&B, 랩오토메이션 등 다양한 산업 현장에서 활용되는 뉴로메카의 대표 협동로봇이다. 충돌 감지 기능을 기반으로 작업자와 같은 공간에서 안전하게 운용할 수 있도록 설계됐으며 반복 작업과 이송, 조립, 검사, 조리 보조 등 다양한 공정에 적용되고 있다.

뉴로메카는 외식업과 식품 제조 환경 특성상 기존 산업용 자동화 방식과는 다른 접근이 필요하다고 설명했다. 기존 제조업 자동화는 생산 라인 전체를 자동화 중심 구조로 재설계하는 방식이었다면, 외식업은 메뉴와 작업 동선이 계속 바뀌고 공간 제약도 크기 때문에 사람이 일하는 공간 안에 자연스럽게 들어갈 수 있는 형태의 로봇이 중요하다는 것이다.

황성훈 뉴로메카 본부장은 "많은 분이 협동로봇을 단순 반복 작업을 대신하는 자동화 장비 정도로 생각하지만 실제 산업 환경에서 협동로봇 역할은 훨씬 넓다"며 "외식업과 식품 제조 환경은 제조 공장과 달리 작업 환경이 계속 변하기 때문에 사람과 함께 자연스럽게 작업할 수 있는 플랫폼 형태가 중요하다"고 강조했다.

최근 외식업계에서 자동화 수요가 커지는 배경에 대해서는 단순 비용 절감보다 운영 안정성 확보가 핵심이라고 진단했다. 황 본부장은 "외식업은 오랫동안 사람의 숙련도와 경험을 기반으로 성장해왔지만 최근에는 품질 편차와 운영 피로도, 야간 운영 부담, 매장 확장 시 재현성 문제가 동시에 나타나고 있다"며 "결국 외식업 역시 제조업처럼 재현할 수 있는 운영 시스템을 요구받기 시작한 것"이라고 말했다.

그는 최근 K-푸드 글로벌 확산 흐름도 자동화 수요 확대에 영향을 미치고 있다고 봤다.

황 본부장은 "이제 K-푸드는 단순 음식이 아니라 문화 콘텐츠이자 글로벌 브랜드로 성장하고 있다"며 "중요한 것은 얼마나 안정적으로 동일한 품질을 재현할 수 있느냐"라고 말했다. 이어 "튀김이나 면 조리처럼 반복성과 위험성이 높은 작업은 사람이 장시간 수행하기 어려운 영역인 만큼 로봇이 이를 보조하고 흡수하는 방향으로 가고 있다"고 덧붙였다.

뉴로메카는 푸드테크 산업이 일반 제조업보다 오히려 더 어려운 자동화 문제를 포함하고 있다고 봤다.

황 본부장은 "식재료는 형태와 상태가 일정하지 않고 조명이나 수분 상태, 조리 상태도 계속 변한다"며 "같은 닭튀김이라도 매번 크기와 색상, 모양이 조금씩 다르므로 기존 공장 자동화(FA) 방식만으로는 한계가 있다"고 설명했다. 이어 "결국 핵심은 변하는 환경 속에서 로봇이 상황을 이해하고 유연하게 대응할 수 있느냐"라며 AI 비전 기반 로봇 기술 중요성이 커지고 있다고 강조했다.

뉴로메카는 최근 AI 기반 'Physical AI' 방향으로 기술 개발을 확대하고 있다. 기존 자동화가 정해진 동작 반복 수행 수준이었다면 앞으로는 로봇이 작업 환경을 이해하고 상황에 맞게 행동을 조합하는 방향으로 발전하게 될 것이라는 설명이다.

황 본부장은 "앞으로 푸드테크 산업 경쟁은 단순 자동화 장비 경쟁이 아니라 운영 지능 경쟁으로 이동하게 될 것"이라며 "향후 외식업 경쟁력은 단순 레시피보다 얼마나 많은 조리 데이터와 운영 데이터를 확보하고 AI를 고도화할 수 있느냐에 의해 결정될 가능성이 높다"고 내다봤다.

그는 휴머노이드 기술 가능성에도 주목했다. 뉴로메카는 현재 휴머노이드 '에이르(AIRE)' 개발도 진행 중이다. 황 본부장은 "휴머노이드는 단순히 사람처럼 생긴 로봇이 아니라 사람 중심으로 설계된 기존 인프라를 그대로 활용할 수 있는 플랫폼이라는 점이 중요하다"며 "기존 산업 환경을 크게 바꾸지 않으면서 자동화를 확장할 수 있는 현실적인 플랫폼으로 보고 있다"고 진단했다.

그러면서 "최근 AI 산업의 중심 역시 학습(Training)에서 추론(Inference) 중심으로 이동하고 있다. 결국 중요한 것은 실제 산업 환경 안에서 얼마나 많은 AI가 지속적으로 활용되느냐"라며 "장기적으로는 푸드테크 역시 단순 자동화 산업을 넘어 AI 데이터 산업으로 발전할 가능성이 높다고 보고 있다"고 덧붙였다.

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