일본 차세대 제조업 경쟁력의 핵심 사안으로 부상하는 피지컬AI

일본에서는 피지컬AI가 차세대 제조업 경쟁력의 핵심 사안으로 빠르게 자리잡고 있다. 피지컬AI는 현실 공간의 구조와 물리 법칙을 이해하고, 이에 따라 직접 행동을 설계하고 실행하는 인공지능을 의미한다. 

기존 생성형 AI가 텍스트, 이미지, 코드 등 디지털 정보 생성에 주로 사용되어 온 것과 달리, 피지컬AI는 로봇, 기계, 센서, 제어 시스템 등과 결합해 실제 제조 현장에 직접 적용된다는 점에서 차별화된다. 일본 정부는 이러한 기술을 미래지향적인 것에 그치지 않고, 인력 부족, 생산성 저하, 에너지 효율 개선 등 제조업의 구조적 과제를 해결하기 위한 핵심 수단으로 인식하고 있다.

 <산업용 로봇, 피지컬AI 로봇 비교>

[자료: 닛케이 Tech Foresight, KOTRA 나고야무역관 정리]

일본 정부 정책 전개 방향 및 협력 구조

2026년 1월, 일본 다카이치 총리는 제조업과 서비스업에서 축적된 고품질 데이터를 활용해 로봇이 자율적으로 인간을 지원하고, 공장을 무인으로 제어하는 '피지컬 AI' 실현 가능성을 언급했다. 일본 정부는 피지컬AI를 국가 전략 사업으로 지정하고, 본격적으로 정책 지원 방안을 마련하고 있다.  

일본 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO)는 2026년도부터 AI 로봇 및 피지컬 AI용 멀티모달 기반 모델 개발 사업을 시작해, 2029년 3월까지는 언어, 이미지, 영상, 음성을 통합적으로 처리할 수 있는 모델을 구축하고, 2031년 3월까지는 물리적 특성과 실세계 정보를 함께 다루는 고도화된 기반 모델 개발을 목표로 제시했다. 

일본 피지컬AI 산업은 정부-연구기관-민간 기업의 삼각 협력 구조로 추진된다. 정부기관인 NEDO가 기반 모델 개발 사업을 주관하고, AIRoA(AI로봇협회)가 학습 데이터 수집·국산 VLA 모델 개발을 담당하며, 산업용 로봇 기업의 현장 적용을 주도한다. 이어서, 소프트뱅크는 분산 AI 서버와 무선 네트워크를 결합한 'AI-RAN'으로 로봇 클라우드 제어를 구상 중이다.

<NEDO의 정책 기반 피지컬AI 모델 개발 사업 로드맵>

[자료: 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO), KOTRA 나고야무역관 정리]

주요 일본 기업의 피지컬AI 전략

일본 기업의 경쟁력은 휴머노이드 로봇 완제품보다는 산업용 로봇, 정밀 제조 하드웨어, 그리고 생산 현장에서 축적한 적용 경험에 기반한다. 

나고야무역관과 연계된 소부장 기업 C사의 담당자와의 인터뷰 결과, 일본은 피지컬 AI 시대에도 ‘산업용 로봇 분야’에서 우위를 지속할 가능성이 크다고 한다. 즉, 일본 제조 현장에서는 사람 형태의 로봇보다는 기존 산업용 로봇을 더욱 유연하고 확장된 방식으로 활용하려는 수요가 두드러질 것으로 판단된다.

이러한 의견과 맞닿아 파낙, 야스카와전기 등 주요 기업들은 휴머노이드 분야에 무리하게 진출하기보다, 기존 산업용 로봇에 AI를 접목해 기능을 고도화하고 적용 영역을 확대하는 데 집중하고 있다.

1. 파낙(FANUC)

산업용 로봇 분야에서 세계 최고의 점유율을 자랑하는 파낙은 로봇 제어의 오픈화에 속도를 내고 있다. ROS 2, Python 지원, 스트림 모션 등 오픈 플랫폼의 세 가지 핵심 요소를 도입해 외부 AI 애플리케이션과 자사 로봇의 연동을 자유롭게 함으로써, 파트너사와의 협업 가능성을 키우고 있다. 또, 자체 보유한 안전 기술로 오픈화에 따른 신뢰성 문제도 직접 해결한다. 2027년 말까지 약 143억 엔을 투자해 미국에 신규 공장 건설을 계획 중이다.

파낙 아베 겐이치로 본부장은 “피지컬 AI는 전문 시스템 통합 업체가 부족하거나 기술 인력이 없는 영역까지 자동화를 넓혀 인력난을 해소할 수 있는 수단”이라고 강조하며, 인형 형태 휴머노이드보다는 기존 산업용 로봇의 AI 고도화에 더욱 집중할 방침임을 밝혔다.

<파낙의 피지컬AI 제품 사례>

[자료: 파낙 공식 홈페이지]

2. 야스카와전기

야스카와전기는 2023년 자율 로봇 ‘MOTOMAN NEXT’를 출시하며, 기존의 룰 기반 산업용 로봇과는 별도의 자율 로봇 라인업을 구축했다. 또한 소프트뱅크 그룹과 협력해 자율 로봇 개발도 가속하고 있다.

구보타 유미에 통괄부장은 “프로그래밍 가능한 작업을 단순히 AI로 대체하는 데는 한계가 있다”라고 밝히며, 포장이나 피킹 등 기존 룰 기반 로봇으로 대응하기 어려운 영역에는 피지컬 AI를 적용하는 투트랙 전략을 추진하고 있다고 전했다.

<야스카와전기의 피지컬AI 제품 사례>

[자료: 일간공업신문]

3. 히타치제작소·NEC

대표적인 IT 대기업인 히타치는 ‘세계 최고 수준의 피지컬 AI 활용자’라는 목표를 제시하며, 사내에서 축적한 성공 사례를 솔루션 형태로 외부 시장에 적극 확산하고 있다. 

NEC 역시 물리 법칙과 인간의 동작 규칙성을 학습한 ‘세계 모델’ 기반의 로봇 제어 기술을 개발하고 있으며, 2040년까지 공장 내 인간 작업이 일부 유지될 것으로 보고 인간과 로봇이 공존하는 방안을 중심에 두고 있다.

<히타치의 피지컬AI 제품 사례>

[자료: PR Times]

 <NEC의 피지컬AI 제품 사례>

[자료: NEC 공식 홈페이지]

시사점 

일본 피지컬AI 시장은 정부 정책 추진력과 구조적 인력 부족이라는 강력한 수요를 배경으로 성장이 기대된다. 이러한 상황에서 한국 기업에는 아래와 같은 진출 기회를 고려해볼 수 있다.

첫째, 피지컬AI 로봇 구현에 필요한 정밀 부품·부소재 분야이다. 일본은 세계 선도 기업을 다수 보유하고 있으나, 경쟁력 있는 한국 정밀 부품 기업도 협력 파트너로 접근하는 것을 고려할 수 있다. 

둘째, SI 인재·서비스 분야이다. 일본 로봇 시스템 인테그레이터 협회 조사에 따르면, 9할 이상의 기업이 엔지니어 부족을 호소한다. 이러한 상황을 기회로 삼아, 한국 로봇 SI 인력 운영 기업은 일본 진출을 검토할 수 있다. 

셋째, 일본 정부기관 및 협회와의 기술 협력이다. 일본 로봇 협회(AIRoA), NEDO 등 기관 및 협회의 협업 프로그램을 모니터링하고, 공동 연구·기술 협력 가능성을 타진하는 것이 하나의 예시이다.

다만 일본 시장 진입 시, 검증 기간이 길고 ROI 요구가 명확한 현장 특성을 감안해 파일럿 프로젝트로 성과를 먼저 입증하는 접근이 효과적일 것으로 보인다. 

자료: 닛케이 Tech Foresight, 닛케이신문, IOG, NEDO, KOTRA 나고야무역관 정리