피지컬 AI 시장의 미래: 한국, 미국·독일과 글로벌 표준화 협력으로 선점 나선다

2025년 12월 기준, 인공지능 기술이 물리적 세계와 직접 연결되는 ‘피지컬 AI(Physical AI)’ 분야가 글로벌 기술 주도권 경쟁의 핵심 분야로 부상하고 있다. 피지컬 AI는 단순한 데이터 분석 및 언어처리 수준의 기존 AI를 넘어, 로봇, 센서, 엣지 디바이스 등 실제 물리 공간에서 데이터를 수집하고 반응하며 작동하는 차세대 인공지능 기술을 지칭한다. 

이에 따라 한국 정부는 미국, 독일 등 선진 기술국과 함께 피지컬 AI 분야에서의 국제 표준화 협력을 강화하며 글로벌 시장 주도권 선점에 나섰다.

과학기술정보통신부는 2025년 11월 말, 피지컬 AI 기술의 국제표준 마련을 위한 3자간 협력 로드맵을 미국 국립표준기술연구소(NIST), 독일 연방정보기술보안청(BSI)과 공동 발표했다. 이번 협력은 물리적 인공지능 시스템의 상호운용성 확보, 신뢰성 기반 평가 체계 수립, 데이터 프라이버시 및 안전 기준 정립 등을 포함하고 있으며, 향후 ISO 및 IEC에 표준안 제출을 위한 선행 작업으로 진행된다. 

특히 이번 협력은 'AI 로보틱스 국제 표준화 공동작업반(JWG-PAI)'의 신설을 통해 구체적인 기술 요소별 협력 체계를 마련하는 데 의미가 있다.

피지컬 AI는 로봇 청소기나 스마트팩토리의 로봇팔을 넘어서, 무인 이동체, 산업용 자율운영 시스템, 디지털 트윈 기반 도시관리, 의료 보조 로봇, 물류 자동화 기기 등 다양한 산업군에서 실시간 환경 인식과 물리적 피드백을 동시에 수행하는 기술로 확장되고 있다. 이는 단순한 AI 알고리즘의 정교함을 넘어서, 하드웨어와의 융합을 통한 실제 환경 대응력 확보가 핵심 경쟁력으로 부상하고 있음을 의미한다.

한국은 이러한 흐름에 맞춰 2024년부터 ‘피지컬 AI 기술로드맵 2030’을 수립하고, 산업통상자원부와 과기정통부를 중심으로 연구개발과 표준화, 규제 샌드박스 연계를 추진해왔다. 특히 2025년에는 ‘피지컬 AI 핵심기술개발사업’에 총 1,250억 원 규모의 예산이 편성되었으며, ▲지능형 센서 플랫폼, ▲경량형 자율주행 모듈, ▲산업용 협동로봇 인터페이스 등의 분야에 집중 투자하고 있다. 

또한 한국정보통신기술협회(TTA)를 중심으로 국내 기업과 연구기관, 대학이 참여하는 ‘피지컬 AI 표준화 포럼’을 발족해 글로벌 논의에 대응 중이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 자율형 이동로봇의 피지컬 AI 적용 사례를 바탕으로 ISO/IEC JTC1 SC42 산하의 AI 응용분야 국제표준 초안 제안서를 2025년 3월 제출한 바 있으며, 이는 현재 미국 NIST의 검토 절차를 거쳐 연내 국제회의에서 논의될 예정이다. 

또한 현대자동차, LG전자, 두산로보틱스 등 국내 기업들도 산업용 로봇 및 자율물류 시스템에 피지컬 AI 기술을 적용하고 있으며, 이들이 생성하는 운용 데이터는 차세대 표준안 설계에 있어 핵심 기반 자료로 활용되고 있다.

미국은 피지컬 AI의 핵심 기술로 ‘신뢰 가능한 AI(Trustworthy AI)’와 ‘엣지 컴퓨팅 기반 실시간 제어 기술’을 제시하며, 자국 내 제조 및 군사 시스템에의 적용 가능성을 집중 검토하고 있다. 미국 국방고등연구계획국(DARPA)은 2025년 ‘Tactile AI’ 프로젝트를 통해 로봇이 촉각 기반으로 물체의 상태를 인식하고 판단하는 기술을 선보였으며, 해당 기술은 제조공정 품질검사 자동화에 적용될 예정이다. 독일 역시 인더스트리 4.0의 핵심 축으로서 피지컬 AI를 규정하고, ‘Fraunhofer IPA’를 중심으로 스마트 팩토리 내 자율적 협업 로봇 시스템을 표준화 중이다.

이러한 글로벌 기술 경쟁 속에서 한국의 전략은 국제 표준 논의에서 ‘조율자(facilitator)’ 역할을 수행하며 기술 강국과의 협력을 통해 영향력을 확대하는 데 있다. 국제표준화기구(ISO) 및 국제전기기술위원회(IEC) 산하의 AI 관련 위원회에서는 국가 간 기술 용어 정합성, 윤리 기준, 시험 검증 체계 마련 등에서 의견 충돌이 빈번히 발생하고 있으며, 특히 피지컬 AI는 하드웨어와 소프트웨어, 윤리적 판단 요소가 복합적으로 얽혀 있는 분야이기 때문에 통일된 기준 설정이 매우 어려운 것으로 알려져 있다. 

한국은 이와 관련해 윤리적 AI 구현을 위한 데이터 수집 기준과 알고리즘의 설명 가능성 확보 방안을 표준 초안에 명시함으로써, AI 기술의 신뢰성과 투명성을 담보하는 방향으로 논의를 유도하고 있다.

또한 정부는 피지컬 AI 기술 확산을 위한 인력양성에도 속도를 내고 있다. 한국형 AI 공학 석사 과정인 ‘K-AI Tech Track’을 통해 로보틱스 기반 AI융합인재 500명을 2027년까지 양성한다는 계획이며, 이를 위해 과기정통부는 2025년부터 총 180억 원의 예산을 투입하고 있다. 

더불어 중소기업 대상 기술 이전 프로그램과 실증 테스트베드 제공 사업도 병행되고 있으며, 전국 4개 거점 지자체(수원, 대구, 창원, 전주)에 피지컬 AI 실증 클러스터를 구축하여 기술 검증 및 사업화 환경을 조성하고 있다. 산업계와 학계는 이러한 정부의 전략적 움직임이 ‘기술은 있으나 기준은 없는’ 피지컬 AI 시장에서 글로벌 주도권을 확보하는 데 필수적인 계기가 될 것으로 보고 있다. 

실제로 2025년 2분기 기준, 글로벌 피지컬 AI 관련 특허 출원 수에서 한국은 미국(38.7%), 중국(24.1%)에 이어 3위(15.4%)를 기록하고 있으며, 이는 2022년 대비 6.3%포인트 상승한 수치다. 세계지식재산기구(WIPO) 또한 “한국은 표준 기반 기술 특허 집중도가 높아 향후 협의체 내 기술 선도 가능성이 높다”고 분석했다.

피지컬 AI 시장은 향후 제조, 물류, 헬스케어, 국방, 건설 등 산업 전반에 걸쳐 빠르게 확산될 것으로 예상되며, 글로벌 시장 규모는 2025년 1,120억 달러에서 2030년 3,400억 달러까지 성장할 것으로 시장조사기관 IDC는 전망하고 있다. 이에 따라 피지컬 AI에 대한 조기 진입과 표준 선점은 단순한 기술 경쟁을 넘어 산업 생태계 주도권과 직결되는 요소가 되고 있다. 한국은 미국, 독일과의 전략적 협력을 기반으로 피지컬 AI 표준화를 주도하며 미래 AI 기술 질서에서 중심 축으로 부상할 수 있을지 주목된다.

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