더지엠뉴스 김대명 기자 - KIC중국 공동 | 정밀 동작을 설계하는 근육의 수학, 액추에이터 배치는 로봇 성능의 구조를 결정한다. 휴머노이드 로봇이 인간의 동작을 흉내 내고, 나아가 사람과 유사한 방식으로 작업을 수행하기 위해서는 '리니어 액추에이터(linear actuator)'라는 핵심 기술 장치가 필요하다.

이 장치는 직선 운동을 만들어내는 기계 부품으로, 전기모터나 유압 구동을 통해 로봇의 관절을 움직이게 하는 역할을 하며, 사실상 기계적 근육에 해당한다.

7일 중국의 산업로봇 전문가들에 따르면, 휴머노이드 로봇의 리니어 액추에이터는 단순 구동이 아니라 센서 기반의 피드백 시스템을 통해 정밀하게 동작을 조절하며, 로봇의 자연스러운 보행, 물체 집기, 균형 유지에 필수적으로 활용된다.

특히 최근에는 리니어 액추에이터가 '지능형 인터페이스'로 진화하면서, 단순 부품이 아닌 통합형 정밀 구동 시스템으로 기능하고 있다.

예를 들어 테슬라 옵티머스(Tesla Optimus)는 전신에 약 28개의 관절을 갖추고 있으며, 여기에 40여 개의 리니어 액추에이터가 각각 독립적인 회전 및 직선 운동을 수행한다.

또한 중국 유청로보틱스(宇树科技, Unitree Robotics)의 G1 모델은 21개의 관절에 소형 액추에이터를 탑재하여, 인간처럼 걷고 물체를 잡는 동작을 재현하고 있다.

이들 장치는 구조적으로 모터, 기어박스, 스핀들, 전자제어보드(ECU)로 구성되어 있으며, 최근에는 고정밀 인코더, 토크 센서, 지능형 칩셋이 일체화된 스마트 액추에이터가 주류를 이루고 있다.

정확한 위치 제어와 빠른 반응 속도를 동시에 구현하기 위해, AI 제어 알고리즘과 결합된 이른바 ‘지능형 액추에이터’의 비중이 급속도로 증가하는 추세다.

기술적으로는 세 가지 측면이 핵심이다. 첫째, 소형화: 전통적인 회전형 구동계보다 훨씬 작고 가벼운 구조를 통해 로봇 설계를 더 유연하게 만든다.

둘째, 정밀성: 센서 피드백 기반 제어를 통해 오차 범위 ±0.1mm 이내로 동작을 반복 재현할 수 있다.

셋째, 내구성: 고강도 탄소섬유 또는 알루미늄 합금 소재를 사용해 하루 1만 회 이상 구동에도 마모가 거의 발생하지 않는다.

중국의 대표적인 액추에이터 개발 기업으로는 베이징의 더치로보틱스(DexRobotics), 선전에 본사를 둔 시노모션(Sinomotion), 그리고 최근 우한에 R&D 거점을 설립한 바이마텍(Baimatech)이 있다.

이들 기업은 모두 AI 제어 기술과 자체 생산 액추에이터를 통합한 휴머노이드 플랫폼을 개발하고 있으며, 2025년 하반기부터 양산형 모델 출하를 목표로 하고 있다.

특히 바이마텍은 2024년 말 출시한 ‘BML-8’ 모델에서 리니어 액추에이터와 3D ToF 센서를 결합하여 공간인지 기반의 동작 예측 기술을 적용한 바 있다.

이 시스템은 사람의 움직임을 실시간으로 감지하고, 로봇의 각 관절을 반응형으로 조절해 의료보조 및 생산라인 작업에 최적화된 반응성을 구현한다.

한편, 전통적으로는 유압식 액추에이터가 더 강한 구동력을 제공했지만, 최근에는 전기식 리니어 액추에이터가 속도와 제어 정밀도에서 우위를 점하면서 시장 주도권이 빠르게 이동 중이다.

이에 따라 중국 로봇산업계는 향후 5년 내 리니어 액추에이터 기술이 국방, 재난구조, 고령자 보조기기 시장까지 광범위하게 확산될 것으로 내다보고 있다.

KIC중국(글로벌혁신센터·김종문 센터장)은 2016년 6월 중국 베이징 중관촌에 설립된 한국 과학기술정보통신부 산하 비영리기관이다.
한국 창업기업과 혁신기업의 중국시장 개척을 지원하는 것이 주요 업무다. 또 중국 진출의 정확한 로드맵을 제공하고 플랫폼 역할도 한다.