인공지능(AI) 기술의 패러다임이 디지털 화면을 넘어 물리적 세계로 급격히 확장되고 있다. 텍스트와 이미지를 생성하던 생성형 AI는 이제 목표 달성을 위해 스스로 계획을 수립하고 도구를 활용하며 복잡한 업무를 완결하는 에이전틱 AI(Agentic AI)로 진화하고 있다. 더 나아가 AI가 로봇이라는 신체(Body)를 입고 현실 세계와 직접 상호작용하며 노동의 형태를 재정의하는 ‘피지컬 AI(Physical AI)’로 발전하면서, 4차 산업혁명의 실질적인 완성 단계로 나아가고 있다.

실험실을 벗어난 피지컬 AI가 산업 현장에 성공적으로 통합되기 위해서는 이기종 로봇 간의 상호운용성 확보를 위한 표준화가 필수적이다. 이와 함께 인간과 로봇의 안전한 공존을 위한 기능 안전 및 사이버 보안 규제는 기업들이 결코 놓쳐서는 안 될 핵심 아젠다로 대두되고 있다.

무엇보다도 오늘날 글로벌 시장에서는 미국 기업들이 AI 플랫폼과 운영체제(OS) 표준을 장악하며 생태계를 리딩하고, 중국이 압도적인 제조 역량으로 저변을 넓히고 있으며, 한국 역시 제조 경쟁력을 바탕으로 한 연합 체계를 통해 추격 및 초격차 전략을 구사하는 등 주도권을 잡기 위한 치열한 각축전이 벌어지고 있다. 또한 산업 비즈니스 모델이 하드웨어 판매 중심에서 구독형 서비스(RaaS)로 이동하고, 소프트웨어 과금 체계가 성과(Outcome) 중심으로 변화하고 있어, 관련 국내 기업들의 성공적인 글로벌 시장 진출을 위한 전략적인 대응이 매우 중요한 시점이다.

이에 IRS글로벌은 피지컬 AI 생태계의 전모를 종합적으로 분석하고, 급변하는 기술 생태계 속에서 기업들이 생존하고 성장하기 위한 실질적인 대응 전략과 비즈니스 로드맵을 제시하고자 본서를 기획 하였다.

본 보고서는 피지컬 AI를 구현하는 핵심 소프트웨어 아키텍처와 기술 생태계를 심도 있게 조망하였다. 특히, 가상(Virtual) 영역에서는 물리 법칙을 이해하는 월드 모델(World Modeling)과 시뮬레이션(Sim-to-Real) 기술이 어떻게 데이터의 한계를 극복하고 로봇의 학습 속도를 획기적으로 단축시키는지를 집중적으로 조망하였다. 또한 두뇌(Brain) 영역에서는 거대언어모델(LLM)이 비전-언어-행동(VLA) 모델로 진화하여 기계에 상식과 추론 능력을 부여하는 과정과, 직관을 넘어선 시스템 2(System 2) 수준의 심층 추론 능력을 통해 자율적인 에이전트 구동이 가능해지는 원리를 설명하였다.

모쪼록 본 보고서가 피지컬 AI라는 거대한 기술의 파도 앞에서 새로운 비즈니스 기회를 발굴하고 미래 경쟁력을 확보하고자 하는 실효성 있는 가이드가 되기를 바란다.