휴머노이드 로봇 배터리 교체 기술 경쟁, 3분 교체와 9분 충전은 어떻게 다를까

휴머노이드 로봇의 배터리 운용 방식이 배터리 교체와 급속 충전으로 나뉘고 있다. 한 번 충전으로 작업할 수 있는 시간이 2~4시간 수준인 로봇의 가동 시간을 늘리려는 시도다. 맥킨지는 최근 보고서에서 가동 시간을 휴머노이드 상용화의 과제 중 하나로 지목했다.

시장 초기 단계여서 두 방식 가운데 어느 쪽이 주류가 될지는 아직 미지수다.

현대차그룹 보스턴다이내믹스의 차세대 아틀라스는 최대 4시간 작업한 뒤 스스로 교체소로 이동해 3분 이내에 충전된 배터리로 바꾸도록 설계됐다. 배터리 충전에는 약 1시간 30분이 걸려 로봇이 일하는 동안 교체용 배터리를 준비할 수 있다. 회사는 이 방식으로 아틀라스를 24시간 운용할 수 있도록 설계했다고 설명했다.

현대차그룹은 2028년 미국 조지아주 메타플랜트에 아틀라스를 투입할 계획이다. 초기에는 자동차 부품을 생산 과정에 맞춰 배열하고, 2030년부터 부품 조립 공정으로 적용 범위를 넓힐 예정이다.

중국 유비테크의 산업용 휴머노이드 워커 S2도 자동 배터리 교체 방식을 쓴다. 두 개의 배터리로 전원을 유지하면서 교체하며, 교체에는 약 3분이 걸린다. 배터리 잔량과 작업 우선순위에 따라 교체와 충전 중 하나를 선택할 수 있다.

교체 방식은 충전 중 로봇의 작업 중단 시간을 최소화할 수 있지만, 예비 배터리와 자동 교체 설비를 갖춰야 한다. 로봇 운용 규모가 작거나 작업 공간이 좁으면 초기 투자와 유지관리가 부담이 될 수 있다.

애질리티 로보틱스는 지난 15일 영국 배터리 기술업체 나이오볼트를 차세대 휴머노이드 디짓5의 초고속 충전 기술 파트너로 선정했다고 발표했다. 디짓5는 90분 작업 후 9분 만에 충전하도록 설계됐다. 작업 시간과 충전 시간의 비율은 이전 버전 디짓4의 2대 1에서 10대 1로 개선됐다.

애질리티는 하루 24시간 중 20시간 이상 작업할 수 있을 것으로 기대하며, 고객사 공급은 2027년 상반기부터로 예정했다.

피규어AI의 피규어 03은 2.3킬로와트시(kWh) 배터리로 최대 5시간 작동하며, 2kW급 고속 충전과 냉각 기술을 지원한다. 발바닥에 충전 코일을 내장해 무선충전도 가능하지만 충전 시간은 공개되지 않았다. 급속 충전은 교체 설비가 필요 없지만, 고출력 충전 때 열을 제어하고 배터리 성능 저하를 줄여야 한다.

고려대 최병호 교수는 공장 내부인지 외부인지, 어떤 작업을 하는지에 따라 적합한 방식이 달라질 수 있어 아직 어느 쪽이 정답이라고 단정하기 어렵다고 설명했다.