테슬라 옵티머스

1. 개요

2021년 테슬라가 발표한 인간형 로봇. 테슬라 봇이라고도 불린다.

2. 제원

아래 제원은 옵티머스가 아직 개발 단계일 때 공개된 것이므로 실제 제품의 제원은 다를 가능성이 있다.

키는 173cm이며, 몸무게는 73kg이다.

동력으로 2.3kWh가 사용되고 52V배터리를 장착. 필요전력은 앉아있을 때 100w, 걸을 때 500W이다.

테슬라 차량에 들어가는 FSD칩이 탑재된다.

Wi-Fi와 LTE 연결이 가능하다.

테슬라가 자체적으로 개발한 28개의 액추에이터가 탑재된다.

테슬라봇의 비전 AI도 테슬라의 자율주행 자동차가 연결된 인공신경망에 연결된다.

사람의 평균보행속도의 2배 정도인 시속 8km로 걸을 수 있다.

가격은 장기적으로 2~3만 달러 수준으로 책정될 것이라고 한다.

3. 역사

3.1. 콘셉트

Tesla AI Day 2021

2021년 AI 데이에서 처음 공개되었다. 힘든 노동을 대신 하는 로봇이라 소개됐으며 오토파일럿 개발에 사용된 AI를 활용하는 방안으로 로봇 사업을 택한 것. 즉 사실상 테슬라의 자동차와 똑같은 구조라고 해도 과언이 아니다. 단지 껍데기가 자동차이냐, 로봇이냐가 다를 뿐이다[1]. 이후 머스크가 섹스 로봇 산업에 관심이 있다고 드러내면서 테슬라 봇이 정말 그런 용도(...)로 사용될 가능성도 생겼다.

머스크는 대부분의 작업 공간과 도구가 사람의 작업 방식에 맞춰 설계되었기 때문에 사람 형태에 가까운 것이 효율적이라고 믿었다.

3.2. 범블비

Tesla AI Day 2022

2022년 AI 데이에서 처음 공개된 버전이다. AI 데이에 발표한 것처럼 AI로 자체적으로 움직이는걸 강조했는데 아직 미완성이고 움직임도 어색해 일반인들에겐 반응이 안 좋았으나,[2] 로봇 기술자들은 발전속도가 말이 안된다며[3] 1년 만에 로봇 업계를 뒤흔들고 있다며 믿기지 않는다는 반응을 보였다. 일론 머스크의 향후 계획을 보면 전기차 분야만큼 테슬라의 주력 상품이 될 가능성이 매우 커졌으며 성공적으로 양산에 성공하면 인류의 생활에 대격변을 일으킬 수 있다는 평가도 받았다.

또 2022년 AI 데이에서 옵티머스가 스스로 걸어가는 것과 상자를 옮기고 식물에 물을 주는 영상도 공개되며 일상에 큰 도움을 줄것이라는 평가를 받았다.

3.3. 1세대

2023년 5월 테슬라의 주주총회에서 완전히 외장 마감이 된 상태가 공개되었다.

2023년 9월 공식 트위터 계정을 통해 물건을 옮기는 작업과 요가 자세를 취하는 영상을 공개하며 이전보다 훨씬 자연스러워진 동작을 선보였다. 테슬라 공장에 투입되어 공작기계를 다루며 쉽고 단순한 물건 옮기기 등의 업무부터 수행할 것으로 예상된다. #

3.4. 2세대

2023년 12월 13일 여러 개선사항이 포함된 새로운 디자인의 옵티머스가 공개되었다. #

외부에 노츨되어 있던 액추에이터와 배선이 정리되어 깔끔한 외관을 갖게 됐다. 상반신의 동작이 매우 빨라지고 자연스러워졌으며, 걷는 속도도 30% 증가했다. 또한 기존의 옵티머스와는 달리 발에 간단한 발가락 관절이 추가되었다는 구조적 변경점이 생겼는데, 이는 보다 인체에 가까운 보행동작을 추구하기 위함으로 보인다.[4] 기존에는 고정되어 있었던 목에도 구동 가능한 관절이 추가되어 고개를 숙이거나 돌릴 수 있게 됐다.

2024월 10월 10일에 열린 로보택시 공개 행사에서 수십 대의 옵티머스를 선보이며 바텐더가 되어 정확하게 음료를 따르고, 행사자들과 대화를 나누는 등을 하였다. 그런데 알고보니 사람의 원격 조종이 있었다는 의혹이 제기되었다. 옵티머스가 걷는 모습에만 인공지능이 적용되었고 다른 행동에는 사람의 원격 지원이 있었고 옵티머스 옆에 있던 테슬라 직원들이 원격 조종 장치로 보이는 기기를 들고 있었다고 한다. 또한 대화을 할 때 매우 사람답게 대화를 하였다고 하며 로봇마다 목소리가 다르다는 증언이 나왔다. #

4. 보스턴 다이내믹스의 아틀라스와의 비교

4.1. 2024년 이전

상술한 바와 같이 테슬라 옵티머스는 2021년에 처음 컨셉이 공개된 후 이듬해인 2022년에 프로토타입을 공개했고, 2023년에는 꽤 높은 수준의 보행과 자세제어 능력, 손 작업 능력을 모습을 보여줬다. 이는 수십년간 연구를 지속해온 보스턴 다이내믹스 등과 비교하면 매우 짧은 기간이다.[5]

그러나 보스턴 다이내믹스의 아틀라스를 현재의 하드웨어 수준으로 따라잡는 것은 한계가 있다. 아틀라스는 커스텀 설계로 제작한 소형 유압 구동장치를 사용하기 때문에 말도 안 될 정도의 힘과 스피드를 낼 수 있다. 때문에 80kg이 넘는 무게에도 불구하고 스스로의 힘으로 점프를 해서 몸을 공중에 띄우거나, 넘어진 상태에서 팔로 밀어내는 힘의 반동만으로 다시 일어서는게 가능할 정도로 빠르게 강한 힘을 뿜어낸다. 하지만 옵티머스는 기어로 토크가 변환되는 전동기(모터)를 이용해 움직이기 때문에, 어느 정도의 힘은 낼 수 있을지 언정 그 속도에 한계가 있다. 때문에 유사시 옵티머스의 본체가 넘어졌을 경우, 제한된 구동범위 내에서는 다시 일어서는 것조차 힘들 것이라는게 중론이다.[6]

애초에 옵티머스는 아틀라스와 같은 높은 운동성능을 목표로 설계된 제품이 아니다. 아틀라스는 커스텀 소형 유압장치 덕분에 고성능일지는 몰라도, 그 대가로 단가가 매우 비싸며 고압의 유압 파이프가 파손될 위험도 있어 유지보수도 상당히 까다롭다.[7] 설령 높은 가격에도 아틀라스를 원하는 수요가 충분히 있다고 쳐도, 애초에 양산을 염두에 둔 설계가 아니기 때문에 대량 생산이 불가능할 가능성이 높다. 무엇보다 구동할 수 있는 시간이 30분 수준에 불과할 만큼 에너지 효율이 낮고, 내부의 유압 펌프와 파이프의 배치 문제로 대용량 배터리를 탑재할 공간도 한계가 있다.

반면 옵티머스는 공식 발표에 따르면 작동시간이 8시간 정도로 상당히 길고 구동장치도 저속일지언정 단가가 싸고 배터리 효율도 나쁘지 않다. 아틀라스는 현대 로보틱스의 정수라고 보여질 정도로 높은 기계적 완성도와 운동제어 기술을 보여주는 로봇이라면, 옵티머스는 그러한 하드웨어보다는 소프트웨어 세팅과 네트워크 업데이트만으로도 다양한 작업을 수행할 수 있는 비전 AI 중점의 로봇을 추구하고 있기 때문에 방향성이 다르다.[8] 이런 설계 철학의 차이를 가장 극명하게 보여주는 부분이 바로 손이다. 보스턴 다이내믹스의 아틀라스는 인간 이상으로 어려운 몸동작을 수행할 수 있지만, 손이 단순한 집게 구조라서 아주 단순한 작업만 할 수 있다. 반면 테슬라 옵티머스는 기동력은 사람이 빠르게 걷는 속도 정도가 목표지만, 대신 인간과 거의 같은 구조의 손을 가지고 있어 제어 기술과 AI의 성능이 충분히 뒷받침 해준다면 인간이 하는 업무의 많은 부분을 흉내 낼 수 있다. 실제로 옵티머스 관련 시연이나 발표회에서 강조하는 것도 주로 AI 비전의 사물 인식 능력이나 손동작이다.

4.2. 2024년 이후

2024년 4월 17일, 보스턴 다이내믹스가 아틀라스의 완전한 전기 구동 기반의 차세대 모델 공개와 양산화를 목표로 개발한다고 발표했다. 예상대로 기존의 유압 구동은 상용화에 걸림돌이 될 뿐만 아니라 유지보수, 정밀한 동작 구현에 어려움이 있었음이 밝혀졌다. 이에 BD는 10여년 간 전기 구동 개발을 병행 했었고, 특히 자사의 스팟 개발을 경험 삼아서 소형 전기 모터를 개발하였다. 이 전동 아틀라스의 모터 성능이 힘과 민첩함에서 유압 아틀라스보다 뛰어나다고 BD가 공인함에 따라서 공개되지 않은 배터리 성능을 제외한 하드웨어의 성능 만큼은 아틀라스가 우세할 것으로 보인다. 유압 아틀라스가 소수의 연구용이었던 것과 달리 다용도 휴머노이드 양산을 목표를 하고 있으며, AI의 경우 BD의 자사 중앙 집중 플랫폼인 Orbit 소프트웨어[9]가 활용될 예정이다.

반면 테슬라의 옵티머스는 하드웨어의 성능이 비교적 열세일 것으로 보인다. 전동 아틀라스의 성능이 유압 아틀라스보다 뛰어나다면 유압 아틀라스 대비 생산 단가나 정밀한 동작이 가능해진 전동 아틀라스에 비해 옵티머스의 장점이 희석될 수 밖에 없다.[10] 물론 여전히 전동 아틀라스의 배터리 성능이 밝혀지지 않았고 사람 손의 유무 차이, 가장 중요한 AI 성능에 대한 정보가 부족하기에 당장에 우열을 가리는 건 무의미 함을 유념해야 한다.
이렇듯 BD가 아틀라스의 양산화를 발표하면서 테슬라의 옵티머스도 경쟁이 불가피해졌다.

5. 여담

2021년 시연회 당시 댄서가 테슬라 봇 옷을 입고 괴상한 춤을 추는 장면이 여러모로 화제가 됐다. #

일론 머스크에 따르면 캣걸 버전의 옵티머스가 나올것이라고 한다. #

일론 머스크는 2023년 12월 전까지 옵티머스의 개발을 완료하고 생산 준비를 할 것이라고 했다.

자동차 제조사가 개발한 로봇이라는 점에서 혼다의 아시모와 공통점이 있다.

2023년 1월 테슬라 옵티머스의 트위터 계정이 개설되었다.

[1] 다만 자동차의 프로그램을 로봇의 육체에 맞게 변형했다. [2] "90세 노인이 걷는 것 같다", " 보스턴 다이내믹스가 한동안 파산할 일은 없을 것 같다" 등의 혹평이 이어졌다. [3] 개발 기간이 6~8개월 정도밖에 되지 않기 때문. [4] 경쟁사인 보스턴 다이내믹스가 아틀라스보다 앞서 개발한 PETMAN도 마찬가지로 인간과 유사한 발꿈치-발끝 보행이긴 하나, 어디까지나 화생방 보호의 테스트를 위해 설계된 '움직이는 마네킹'에 가까운 물건이다. [5] 보스턴 다이내믹스는 1992년에 설립되었으며, 거의 초창기부터 휴머노이드 로봇을 목표로 연구를 해왔다. 유명한 아틀라스의 초기형 로봇을 공개한 것은 2013년이고, 그보다 이전에도 팻맨이라는 휴머노이드 로봇을 개발했다. [6] 반면 유압식은 소음 문제가 고질적이다. [7] 로봇 전문가들이 추정한 아틀라스의 제조 원가는 수 억원에 달한다. [8] 아틀라스가 AI를 탑재하지 않아 모든 동작을 인간이 수동 조작으로 컨트롤해야 하는 로봇인데 비해서, 옵티머스는 탑재된 AI를 이용한 자동 제어를 통해 스스로의 동작을 컨트롤하는 인공지능 로봇이라는 점이 크게 다르다. 아틀라스는 인간이 모든 움직임을 수동 조작으로 조종해야 하지만, 옵티머스는 인간 대신 AI가 움직임을 자동으로 조종하기에 인간 운용자는 옵티머스의 AI에게 명령을 지시하는 데에 집중하면 되는 방식인 것이다. 자동차에 비유하자면 아틀라스가 전통적인 자동차에 비유된다고 할 수 있는데 비해 옵티머스는 자율주행 자동차에 비유된다고 할 수 있는 것이다. [9] 현재는 스팟에 탑재되어 있으며 BD의 두번째 상용 제품인 스트레치(Stretch)도 향후에 통합될 예정이다. [10] 유압 아틀라스는 수년전부터 험지 돌파 능력과 균형 회복 능력에 인상적인 퍼포먼스를 보인데 비해 옵티머스는 손가락의 정밀한 동작 외에 아틀라스 같은 균형 회복 퍼포먼스가 부족하다. 거기다 전동 아틀라스가 유압 아틀라스 이상의 힘과 민첨함을 지닌 만큼의 균형 회복도 가능하다면 전동 모터 및 균형 회복 기술은 여전히 아틀라스가 우세하다는 의미가 된다.


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