피지컬 AI가 가져오는 경제적 임팩트는, 단일 시장의 예측으로는 파악할 수 없을 정도로 광범위하고 거대하다. 그것은 AI 소프트웨어, 로봇 하드웨어, 그리고 그것들이 융합해 만들어내는 응용 서비스의 각 시장이 서로 작용해, 상승효과를 만들어 내는 에코시스템이기 때문이다.

개별적인 시장 예측을 보면, 그 거대함의 단편이 떠오른다. 전 세계 AI 시장은 연평균 성장률(CAGR) 37.3%로 성장해 2030년 1조8,000억달러에 이를 것으로 전망된다. 그 중에서도 물리 세계에서 활동하는 AI, 즉 Embodied AI(실체화된 AI) 시장은 2025년 44억4,000만달러에서 2030년 230억6,000만달러로 CAGR 39.0%라는 경이적인 속도로 성장할 것으로 전망되고 있다. 마찬가지로 MarketsandMarkets의 분석에 따르면, 인텔리전트 로보틱스 시장도 2030년까지 503억3,000만달러(CAGR 29.2%)에 이를 것으로 예측된다. 보다 광범위한 로보틱스 시장 전체로는 2030년에 2,180억달러에서 2,600억달러 규모에 이를 것이라는 전망도 있다.

그러나 이들의 숫자는 빙산의 일각에 불과하다. 피지컬 AI의 진정한 가치는 하드웨어나 소프트웨어의 판매액이 아니라 그것들이 사회에 구현됨으로써 창출되는 경제적 부가가치에 있다.

McKinsey&Company의 분석에 따르면, 생성형 AI만으로도 연간 2조6,000억달러에서 4조4,000억달러의 경제 가치를 창출할 가능성이 있는 것으로 추산된다. 이것은 피지컬 AI가 각 산업의 생산성을 극적으로 향상시킴으로써 생겨나는 가치로 하드웨어 시장 규모를 훨씬 능가한다.

따라서 피지컬 AI 시장을 제대로 이해하기 위해서는 이들 단편적인 시장을 통합해 가치 창출의 레이어 구조로 파악할 필요가 있다. 이하의 표는, 그 통합적인 시점을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

<표1> 피지컬 AI 시장의 통합적 전망(2030년 예측)

자료 : 각종 기사와 정보를 종합

이 구조로부터 명백한 것처럼, 시장의 가치는 상위 레이어로 갈수록 증대한다. AI 칩이나 로봇 본체라고 하는 하드웨어는 불가결한 기반이지만, 최대의 가치는 그것들을 활용해 구체적인 산업 과제를 해결하는 서비스나 플랫폼으로부터 초래된다. 전략적인 관점에서는 어느 레이어에서 경쟁 우위를 쌓을지가, 기업의 미래를 결정짓게 될 것이다.

피지컬 AI 시스템의 연구개발은 AI와 로보틱스의 융합에 의해서 새로운 학술 영역을 개척해, 분야 횡단적인 지식의 창출을 촉진한다. 특히, 실세계 대응을 중시하는 기반 모델의 연구를 통해서, 학술ㆍ기술의 양면에 걸친 파급효과에 가세해 연구 커뮤니티의 활성화도 기대된다.

AI 연구에서는 물리 환경에 기반한 학습과 추론, 소수 데이터로부터의 지속 학습, 자율적인 지식 획득, 에지 AI에 의한 실시간 적응이 진전되고 있다. 이것에 의해, 단순한 사이버 공간에서의 추론에 머무르지 않고, 실제 세계에서의 상황 변화에 즉응하는 지능의 실현이 가능해진다.

로봇 연구에서도 인간의 애매한 지시나 상황에 따른 적절한 행동의 선택, 명시적인 지시가 없어도 판단해 동작할 수 있는 능력, 복수 로봇에 의한 협조 동작 등이 진행되고 있다. 이러한 동작 능력의 획득은, 지능이 신체성에 기인해 형성된다고 하는 관점으로부터, 종래의 기능 분리적인 어프로치로는 얻을 수 없는 혁신성을 가져온다.

이러한 진전은 AI와 로보틱스의 융합을 통한 새로운 과학적 도전을 촉진한다. 예를 들면, 인간의 감정이나 의도, 문맥을 이해하고 공생할 수 있는 AI 시스템의 구축, 물리 환경과의 실시간 상호작용에 근거하는 고신뢰ㆍ고적응형 AI의 실현이 요구되고 있다. 또 AI, 인지과학, 철학, 신경과학 등을 아우르는 차세대 융합연구 추진도 향후 중점 영역으로 꼽힌다.

피지컬 AI는 신체를 통해 환경과 상호작용함으로써 범용성ㆍ유연성ㆍ실시간성이 높은 지능 시스템 구현을 가능하게 하고 인공물에서의 새로운 지능 창출 틀을 제시한다. 이런 의미에서 신체와 지능의 불가분성을 축으로 한 구성론적 접근이 학술연구의 프런티어를 넓히는 열쇠가 된다.

AI와 로보틱스의 융합에 대한 기대가 높아지고 있음을 뒷받침하듯, 관련 학술논문은 최근 급증하고 있다. 예를 들어, '로봇×인공지능'에 해당하는 논문 수는 2014년부터 2024년에 걸쳐 약 4배로 증가했으며, 특히 '생성 모델'을 포함한 연구는 2022년 이후 급증하고 있다. 이는 기반 모델을 활용한 실제 환경 대응형 AI 로봇 연구가 국제적으로 활성화되고 있음을 보여주는 것으로 피지컬 AI 연구가 새로운 조류의 일각을 형성하고 있음을 뒷받침한다.

<그림1> 로봇 관련 논문발표 추이

* 2024년 값은 2025년 3월 시점에서의 잠정치

자료 : 일본연구개발전략센터(2025)

<그림2> 주요국의 로봇 관련 문헌집합별 논문발표 추이

* 2024년 값은 2025년 3월 시점에서의 잠정치

자료 : 일본연구개발전략센터(2025)

<그림3> 로봇×인공지능 특허 동향

* TitleAbstractClaims=((robot*) AND ("artificial intelligence" OR "intelligent robot*" OR "machine learn*" OR "reinforcement learn*" OR "deep learn*" OR "generative" OR "foundation model*" OR "large language model*" OR LLM OR "transformer model"))

자료 : 일본연구개발전략센터(2025)

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