엔비디아(Nvidia)는 최근까지 주로 고급 시뮬레이션 그래픽을 위해 자동화 부문에서 주로 사용되는 제품을 보유한 기술 공급업체였다. GPU라는 약어로 더 잘 알려진 그래픽 처리 장치 기술로 오랫동안 게임 산업의 주요 업체였던 엔비디아는 현재, GPU 공급업체 그 이상의 위치를 확립했다. 제조 및 가공 산업을 위한 풀 스택 컴퓨팅 회사로 확장됨에 따라, 인공지능, 디지털 트윈 및 로봇 공학으로까지 영역을 확장하고 있다.

이 때문에 메이저급 산업 자동화 기업들은 디지털 트랜스포메이션 및 인더스트리 4.0이라는 목표를 달성할 수 있도록 지원하는 고급 기술을 제공하기 위해 앞다퉈 엔비디아와의 협력을 발표하고 있다.

지멘스(Siemens), 로크웰 오토메이션(Rockwell Automation), 슈나이더 일렉트릭(Schneider Electric), 아비바(Aveva), 유니버설 로봇(Universal Robots), 미르(MiR) 등이 이러한 흐름을 대표하는 기업들이다.

제조 자동화 업계를 대표하는 지멘스(Siemens)와 협동로봇 업계를 대표하는 유니버설 로봇과의 인터뷰를 통해, 메이저 자동화 기업들이 엔비디아와 어떻게 협업을 하는지에 대해 알아 보고, 향후의 기술 방향에 대해 들어봤다.

 

 

엔비디아는 ‘GTC 2024’에서 산업 자동화를 위한 디지털 트윈과 실시간 AI 결합을 소개했다. (사진 엔비디아)

 

 

 

전 세계 산업 자동화 기술을 주도하고 있는 지멘스(Siemens)는 산업용 메타버스(Metaverse)를 위해 엔비디아(Nvidia)와 파트너십을 맺고 기술을 빠르게 전개시켜 나가고 있으며, 로봇 엔드 이펙터 공급업체인 슝크(Schunk)와 레디 로보틱스는 자동화 시스템의 사양, 배포 및 재배포를 지원하기 위한 시뮬레이션 사용에 대한 협력을 진행했다.

지멘스는 산업용메타버스 와 관련하여 엔비디아와의 기존 작업을 심화할 계획이라고 발표했다. 지멘스는 AI 기반 디지털 트윈 개발을 위해 자사의 엑셀러레이터(Siemens Xcelerator) 플랫폼에 NVIDIA Omniverse Cloud 프로그래밍 인터페이스를 추가할 예정이다. 올해 개최된 엔비디아 컨퍼런스에서 지멘스와 엔비디아는 생성형 AI(Generative AI)를 사용해 복잡한 산업 데이터를 시각화하고 디지털 트윈에서 포토리얼리즘을 실현하는 방법을 시연했다. 양사는 HD현대가 7백만00만 개 이상의 개별 부품을 포함할 수 있는 새로운 암모니아 및 수소 동력 선박을 개발하는 데 이를 사용하는 방법을 보여줬다.

 

엔비디아의 많은 요소 중 지멘스가 협업모델로 삼은 장점은 시각화에 대한 노하우 

 

지멘스는 생성형 AI를 사용하는 엔비디아의 기술로 구현되는 사실적인 렌더링에 주력하고 있으며, 이를 통해 이전에는 완료하는 데 며칠이 걸렸지만 이제는 몇 시간 만에 완료할 수 있는 개발 작업을 가속화하고, 엔지니어링 데이터가 현실 세계에 나타나는 것처럼 맥락화된다.

한국지멘스 디지털 인더스트리 김태호 이사는 “지멘스와 엔비디아는 지멘스 엑셀러레이터와 엔비디아옴니버스(NVIDIA Omniverse) 간의 연결고리를 구축하여, 물리적으로 정확한 실시간 디지털 트윈을 지원하고 있다. 이 파트너십은 AI 기반 디지털 트윈 기술을 사용해 산업용 메타버스를 구축하는 데 중점을 둔다. 지멘스와 엔비디아는 지멘스 엑셀러레이터와 엔비디아의 3D 디자인 및 협업 기술인 옴니버스 기술을 연결해 지멘스의 물리 기반 디지털 모델과 엔비디아의 AI 지원 실시간 시뮬레이션을 통합하고 있다”라고 설명한다.

이와 함께 “엔비디아의 많은 요소 중 지멘스가 협업모델로 삼은 장점은 시각화에 대한 노하우이다. 엔비디아의 Ray-traced RTX 렌더링 기술과 USD 기반 데이터 모델(USD based data-model) 기술은 실감 나는 그래픽을 위한 파워풀한 기술들이다. 이 기술들과 지멘스의 디지털 트윈 기술을 결합하여 하나의 솔루션을 만드는 것에서부터 협업 생태계가 시작된 것이다. 엔비디아만이 가진 기술력과 지멘스만이 가진 산업 전반에 대한 기술력을 바탕으로 협업모델을 구축하는 것이 엔비디아와의 협업의 시작이라고 볼 수 있다”라고 말한다.

로크웰 오토메이션은 자사의 소프트웨어, 하드웨어 및 서비스 포트폴리오에 영향을 미칠 차세대 산업 아키텍처를 가속화하기 위해 엔비디아의 옴니버스 클라우드 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스를 자사의 에뮬레이트3D 디지털 트윈 애플리케이션과 통합할 계획이다. 로크웰 오토메이션은 이를 통해 운영 및 시뮬레이션을 포함한 공장 분석을 더 빠르고 예측 가능하게 할 수 있다고 말한다.

슈나이더 일렉트릭은 엔비디아와 협력하여 데이터센터 인프라를 최적화하여 엣지, 인공 지능 및 디지털 트윈 기술을 지원하고 있다.

슈나이더 일렉트릭은 최초로 공개적으로 사용 가능한 AI 데이터센터 레퍼런스 디자인을 도입할 계획이라고 밝혔다. 슈나이더 일렉트릭에 따르면 이러한 설계는 데이터센터 에코시스템 내에서 AI 배포 및 운영에 대한 벤치마크를 재정의하는 데 사용될 예정이다.

이번 협업의 첫 번째 단계에서 슈나이더 일렉트릭은 엔비디아 가속 컴퓨팅 클러스터에 맞게 조정되고, 데이터 처리, 엔지니어링 시뮬레이션, 전자 설계 자동화, 컴퓨터 지원 약물 설계 및 생성형 AI 애플리케이션을 위해 구축된 데이터센터 레퍼런스 디자인을 소개할 예정이다.

또 슈나이더 일렉트릭의 자회사인 아비바(AVEVA)는 디지털 트윈 플랫폼을 NVIDIA Omniverse에 연결하여 가상 시뮬레이션 및 협업을 위한 통합 환경을 제공할 예정이다. 이 통합을 통해 설계자, 엔지니어 및 기타 이해 관계자 간의 협업을 통해 복잡한 시스템의 설계 및 배포를 가속화하는 동시에 시장 출시 시간 및 관련 비용을 줄일 수 있을 것으로 알려졌다.

협동 로봇 회사인 유니버설 로봇(Universal Robots)과 자율 모바일 로봇 회사인 미르(MiR)가 포함된 테라다인 로보틱스(Teradyne Robotics)도 엔비디아와의 협업을 발표했다.

 

BYD 일렉트로닉스(BYD Electronics, BYDE), 지멘스(Siemens), 테라다인 로보틱스, 인트린직(Intrinsic)을 포함한 10여 개의 글로벌 로봇 산업 리더들이 AI 자율머신 개발에 엔비디아 아이작로보틱스를 채택하고 있다고 밝혔다. (사진 엔비디아)

 

유니버설 로봇, NVIDIA GTC 글로벌 AI 컨퍼런스’에서 AI 기반 자율 검사 솔루션 시연

 

유니버설 로봇 코리아 이내형 대표는 “엔비디아의 아이작 플랫폼(Isaac Platform)은 시뮬레이션, 생성 AI, 엣지 컴퓨팅 및 기반 모델에서 빠른 발전을 통해 로봇 공학에서 자율성을 높이고 있다. 엔비디아는 로봇 제어 시스템에 고성능 컴퓨팅 하드웨어를 추가하고 있다. 이의 주요 이점으로는 프로그래밍 용이성과 경로 계획, 최적화 및 실행 시간을 단축하는 것이다. 우리의 엔비디아와의 협업은 가속화된 컴퓨팅의 힘을 로봇 공학에 가져오고, 파트너들이 최첨단 AI 로봇 소프트웨어에 접근할 수 있게 할 것이다. 이 새로운 AI 기능은 UR 협동 로봇의 응용 잠재력을 증가시킬 것으로 기대된다. 올해 3월 캘리포니아에서 열린 ‘NVIDIA GTC 글로벌 AI 컨퍼런스’에서 우리는 AI 기반 자율 검사 솔루션을 시연했다. 이 쇼케이스를 위해 우리는 경로 계획을 빠르게 하기 위해 엔비디아 가속 컴퓨팅을 협동 로봇에 통합했다. 이것은 UR 협동 로봇을 사용한 물리적 AI 솔루션의 한 예일 뿐이며, 다른 예는 이미 우리 생태계 파트너를 통해 제공되고 있다”라고 말한다.

이 애플리케이션은 엔비디아의 Jetson AGX Orin 시스템 온 모듈을 결합한다.

MiR의 1200 팔레트 잭에는 엔비디아의 Jetson AGX Orin 모듈도 사용하고 있다. 여기서 MiR1200 팔레트 잭은 빠르고 정확한 팔레트 처리를 위해 4개의 RGBD 카메라의 데이터를 결합한다. 이 카메라 데이터를 NVIDIA Jetson 플랫폼에 공급하면 카메라 데이터와 3D LiDAR 데이터가 융합되어 3D 공간에서 장애물을 감지하여 완전 자율 내비게이션을 수행할 수 있다.

이처럼, 현재 이러한 엔비디아와의 협업이 주요 산업 자동화 기업에서 이루어지고 있기 때문에, 가까운 미래에는 더 많은 자동화 기업들이 엔비디아 기술을 통합할 것으로 보인다.

이러한 트렌드가 산업자동화 분야 및 로봇 공학에 어떤 영향을 미칠 것인지가 향후 관련시장에서의 최대의 화두가 되고 있다.

엔비디아, 지멘스, 테라다인 로보틱스의 고위 임원들이 얼마 전, 덴마크 오덴세에 모여 테라다인 로보틱스의 새로운 본사 출범을 기념하고 로보틱스 산업의 발전에 대해 논의하는 자리에서

엔비디아 부사장 디푸 탈라(Deepu Talla)는 “시뮬레이션 및 디지털 트윈 기술과 결합된 생성형 AI의 출현은 현재 전환점에 있으며, 이러한 결합은 로보틱스의 궤적을 바꿀 것”이라고 말했다. 또 “엔비디아는 물리적 AI 하드웨어 제공업체로서 중요한 역할을 하면서 가속 컴퓨팅을 통해 코봇과 AMR 부문을 활성화하고 있으며, 지멘스와의 협업을 통해 산업 자동화를 혁신하고 있다” 밝혔다.

 

엔비디아 아이작로보틱스 플랫폼은 최신 생성형 AI와 고급 시뮬레이션 기술을 활용해 AI 기반 로보틱스를 가속화하고 있다.

 

AI와 컴퓨팅 기술이 로봇을 단순한 도구에서 산업 전반에 걸쳐 자율성과 적응력을 갖춘 지능형 파트너로 탈바꿈시킬 것

 

이 자리에서 지멘스, 엔비디아, 테라다인은 AI가 이미 산업 전반에 걸쳐 큰 발전을 이뤘으며 첨단 로봇 공학을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다고 밝혔다. 이들은 AI는 머신 러닝, 컴퓨터 비전 및 자연어 처리를 활용하여 로봇이 이해하고, 학습하고, 결정을 내릴 수 있는 인지 능력을 제공한다고 말하고, AI와 컴퓨팅 기술이 로봇 공학 환경을 재정의할 예정이며, 로봇을 단순한 도구에서 산업 전반에 걸쳐 자율성과 적응력을 갖춘 지능형 파트너로 탈바꿈시킬 것이라고 말했다.

 

디지털 트윈으로 실시간 AI를 시뮬레이션해 산업 자동화에 큰 발전을 이룰 수 있어

 

올해 개최된 GTC 2024에서 엔비디아는 디지털 트윈으로 실시간 AI를 시뮬레이션해 산업 자동화에 큰 발전을 이룰 수 있다고 소개했다.

엔비디아 창립자 겸 CEO 젠슨 황(Jensen Huang)은 GTC 기조연설에서 개발자가 디지털 트윈(Digital Twin)을 사용해 대규모 실시간 AI를 산업 인프라에 적용하기 전, 이 전체를 먼저 시뮬레이션한 후에 개발, 검증하고 개선한다면 상당한 시간과 비용을 절감할 수 있다는 것을 시연을 통해 보여줬다.

실시간(Real-Time) AI는 제조, 공장 물류, 로보틱스 분야의 중대한 작업을 처리하는 데 큰 도움을 주고 있다. 시뮬레이션을 우선으로 실시하는 접근방식은 부피가 큰 제품, 고가의 장비, 협동 로봇 환경, 복잡한 물류 시설을 다루는 산업에서 자동화 기술의 발전을 한 단계 끌어올리고 있다.

유니버설 로봇 코리아 이 대표는 “우리는 기존 로봇 응용 프로그램이 인간과 같은 인식을 보여주는 AI 혁명의 시작에 있다. 이 AI 기반 로봇은 사전 교육이나 프로그래밍 없이 변화를 처리할 수 있다. AI는 복잡한 자동화 작업을 혁신하여, 특히 협동 로봇이 다양한 환경에 적응할 수 있게 할 것이다. 이 첨단 기술은 궁극적으로 최종 고객의 자동화 복잡성과 비용을 줄여줄 것이다. 우리는 로봇이 실시간으로 주변 환경을 배우고 적응하는 지능형 자동화의 시대에 접어들고 있다. 이 새로운 시대는 로봇이 도구에서 지능형 파트너로 변모하여 복잡하고 창의적이며 협업적인 작업을 수행할 수 있게 한다. AI는 비구조적인 공장 환경과 고 혼합 생산과 같은 일반적이고 이전에 어려웠던 환경에서 자동화를 통합할 수 있게 할 것이다”라고 의견을 피력한다.