K-온디바이스 AI반도체 기술개발사업은 자동차, IoT·가전, 기계·로봇, 방산 등 국내 주력 산업에 특화된 AI반도체와 모듈, 구동 소프트웨어를 개발하는 국책사업이다. 정부는 올해부터 2030년까지 5년간 사업을 추진해 외산 AI반도체 의존도를 낮추고, 수요기업과 국내 팹리스가 연계된 온디바이스 AI 생태계를 구축할 계획이다.
최근 국내 휴머노이드 개발에는 범용성과 소프트웨어 개발환경이 확보된 외산 GPU 및 컴퓨팅 모듈이 주로 활용되고 있다. 이에 따라 국산 NPU의 연산 성능을 높이는 것과 함께 다양한 AI 모델과 로봇 시스템을 안정적으로 연결하고, 실제 제품에서 활용할 수 있는 소프트웨어 실행환경을 확보하는 것이 중요한 과제로 부상하고 있다.
특히 피지컬 AI 환경에서는 센서, AI 모델, 연산장치, 제어 시스템 사이의 데이터가 제때 정확하게 전달돼야 한다. 개별 구성요소의 성능이 뛰어나더라도 데이터 전달이 늦어지거나 연결이 불안정하면 전체 시스템의 응답성과 운용 안정성이 떨어질 수 있다. 표준 기반 데이터 통신 구조는 서로 다른 하드웨어와 소프트웨어가 일관된 방식으로 데이터를 교환하도록 지원하며, AI의 판단을 실제 로봇 동작으로 연결하는 핵심 기반이 된다.
이번 휴머노이드 분야 과제는 완성형 휴머노이드와 국산 NPU, 로봇지능 실행 소프트웨어를 함께 개발·검증하는 대형 통합형 과제로 구성됐다. LG전자가 총괄 및 1세부과제를 맡아 국산 NPU가 적용되는 휴머노이드 플랫폼을 개발하고, 모빌린트가 2세부과제에서 휴머노이드용 국산 NPU를 개발한다. 노타는 3세부과제의 주관연구개발기관으로서 국산 NPU 기반 로봇지능 실행 기술 개발을 주도한다.
인텔렉투스는 3세부과제의 공동연구개발기관으로 참여해 국산 NPU와 휴머노이드의 로봇지능 실행환경을 연결하는 통신 미들웨어를 담당한다. 로봇지능 실행 호스트와 복수의 NPU 사이에서 AI 추론 요청과 결과 데이터가 빠르고 안정적으로 전달되도록 표준 기반 데이터 통신 구조를 개발한다. 피지컬 AI의 인지·판단·행동으로 이어지는 데이터 흐름 가운데 로봇지능을 실행하는 소프트웨어와 AI 연산장치 사이의 연결을 맡는 것이다.
인텔렉투스는 이러한 통신 구조를 통해 다양한 NPU와 로봇 플랫폼 사이의 상호운용성을 높일 계획이다. 새로운 하드웨어나 AI 모델을 적용할 때 필요한 데이터 연동 소프트웨어의 개발·검증 부담을 줄이고, 기존에 개발한 통신 기능을 다른 로봇과 국산 NPU에도 재사용할 수 있도록 확장성을 확보하는 것이 목표다. 이를 로봇 제조사와 AI반도체 기업이 함께 활용할 수 있는 공통 소프트웨어 기반으로 발전시킨다는 구상이다.
이를 위해 자체 개발한 DDS 기반 초저지연 미들웨어 'int2DDS'와 상용 미들웨어 솔루션 'int2ConneX'를 통해 축적한 실시간 통신 및 이종 시스템 연동 기술을 활용한다. 표준에 따른 데이터 교환과 실시간 통신 기술을 결합해 로봇지능 실행환경에서 국산 NPU의 AI 추론 기능을 안정적으로 활용할 수 있도록 지원할 계획이다.
또한 휴머노이드 플랫폼과 국산 NPU가 결합된 통합환경에서 통신 지연, 데이터 처리에 추가로 소요되는 자원과 시간인 처리 오버헤드, 데이터 무결성 및 장시간 운용 안정성을 검증한다.
인텔렉투스는 이번 과제에서 확보한 기술을 자율이동로봇, 협동로봇, 자율주행, 국방 무인체계 및 스마트 물류 분야로 확대할 계획이다. 산업별로 서로 다른 장치와 소프트웨어를 연결해야 하는 수요에 대응해 피지컬 AI 시스템의 개발과 확산을 지원한다는 전략이다. 향후 로봇 제조사와 국내 AI반도체 기업을 대상으로 기술검증을 추진하고, SDK 라이선스, 상용 미들웨어, 유지보수 및 기술지원 패키지 형태로 사업화할 예정이다.
이상웅 인텔렉투스 공동대표는 "피지컬 AI 시대에는 AI의 판단에 필요한 데이터와 추론 결과가 각 구성요소 사이에서 제때 정확하게 전달되는 것이 중요하다"며, "휴머노이드용 국산 NPU가 실제 산업 현장에서 활용되기 위해서는 반도체의 연산 성능과 함께 로봇지능 실행환경과 NPU를 안정적으로 연결하는 표준 기반 데이터 통신 구조가 확보돼야 한다"고 말했다.
이어 "통신 미들웨어는 피지컬 AI의 인지·판단·행동을 연결하는 소프트웨어"라며 "이번 과제에서 다양한 로봇 플랫폼과 국산 NPU를 연결할 수 있는 통신 기반을 확보하고, LG전자, 모빌린트, 노타 등과 협력해 국산 NPU가 실제 휴머노이드에 탑재되고 활용되는 상용화 사례를 만들겠다"고 덧붙였다.
인텔렉투스는 자율주행, 로봇, 국방 및 산업용 시스템을 위한 실시간 데이터 통신 미들웨어 전문기업이며 ROS 2 연동, 서비스 품질(QoS) 제어, 프로세스 간 통신(IPC)·공유메모리 및 이종 시스템 통합 기술을 보유하고 있다. 이를 바탕으로 다양한 장치와 소프트웨어가 데이터를 안정적으로 교환할 수 있는 통신 환경을 제공하고, 피지컬 AI 시스템의 상호운용성과 확장성을 지원한다.
김혜인 기자 hyein51@hankyung.com
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