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휴머노이드 액추에이터를 설계하는 방식
로보틱스개발팀
김두영 책임연구원
2026-06-30
현재 수행하고 계신 로보틱스 액추에이터 개발 업무에 대해 소개해 주세요.
안녕하세요, 저는 로보틱스개발팀에서 휴머노이드 로봇용 액추에이터 모터 개발을 담당하고 있는 김두영 책임연구원입니다. 저희 팀은 단순히 모터만 설계하는 조직이 아니라, 모터, 감속기, 센서, 제어기까지 하나의 시스템으로 묶어 최적화하는 역할을 수행합니다. 이는 단순히 모터를 설계하는 것을 넘어, 로봇의 움직임을 결정하는 핵심 성능을 정의하는 일이라고 생각합니다.
그중에서도 저는 모터의 전자계 설계를 중심으로, 토크와 효율, 발열 한계와 같은 핵심 성능을 설계하고 있습니다. 동시에 기구와 제어 파트와의 트레이드오프를 조율하고, 실제 양산까지 이어질 수 있는 구조 설계와 검증도 함께 담당하고 있습니다.
“ 결국 설계는 혼자 완성하는 작업이 아니라,
데이터를 기반으로 여러 분야의 관점을 연결해가는 과정이라고 볼 수 있습니다. “
액추에이터 모터 설계 업무는 어떤 방식으로 이루어지나요?
모터 설계는 기본적으로 계산 → 해석 → 시험 → 설계 반영의 반복으로 이루어집니다. 우선순위를 정리한 뒤, 시뮬레이션이나 시험 데이터를 분석하는 것으로 시작하는 경우가 많습니다.
설계 과정에서는 다양한 도구를 활용합니다. 데이터 분석은 엑셀이나 MATLAB을 주로 사용하고, 전자계 해석은 JMAG과 같은 시뮬레이션 툴을 활용합니다. 구조 설계는 CATIA를 통해 2D, 3D로 구현합니다. 중요한 점은 이 모든 과정이 혼자서 이루어지지 않는다는 것입니다. 전자계, 기구, 제어, 시험 등 다양한 분야와의 협업이 필수적이기 때문에, 중간중간 의견을 교환하고 방향을 조율하는 과정이 자연스럽게 포함됩니다. 결국 설계는 혼자 완성하는 작업이 아니라, 데이터를 기반으로 여러 분야의 관점을 연결해가는 과정이라고 볼 수 있습니다.
지금의 설계 역량을 만드는 데 가장 큰 영향을 준 경험은 무엇인가요?
저는 기계공학을 전공하고, 대학원에서는 전자계 설계를 전공했습니다. 눈에 보이는 기계적 현상의 지배방정식이 눈에 보이지 않는 전자기적 현상의 지배방정식과 상사성을 이루고 있는 것도 신기했습니다. 이러한 수학적, 물리적 호기심이 박사학위까지 하게 만들었던 것 같습니다. 이런 경험이 물리 현상을 이해하고 수학적으로 표현하는 능력을 키우는 데 큰 도움이 되었습니다. 특히 모터의 토크 발생 원리, 자속 경로, 포화 현상 등을 이론적으로 이해하고, 이를 수식으로 표현하며 해석하는 과정이 지금 업무의 기반이 되었습니다. 전자계 FEA 해석 경험 역시 실제 설계 업무에서 중요한 역할을 하고 있습니다.
업무 집중도를 높이기 위한 개인적인 루틴은 매일 아침 냉수 샤워입니다. 잠에서 덜 깬 상태의 정신을 빠르게 깨워주고, 전날 사용한 근육을 리프레시하는 데 도움이 된다고 느껴 꾸준히 실천하고 있습니다. 이 습관 덕분에 오전 시간대 집중도가 높아져, 출근 후 데이터 분석이나 설계 방향을 고민해야 하는 업무를 보다 맑은 컨디션으로 시작할 수 있는 기반이 되고 있습니다.
입사 이후, 기억에 남는 문제 해결 경험이 있다면 무엇인가요?
입사 초기 양산 차종 개발 업무를 수행하던 중, 모터 위치 센서의 각오차로 인해 NVH(Noise, Vibration, and Harshness) 문제가 발생한 적이 있습니다. 증상은 명확했지만 기존 방식으로는 원인을 쉽게 특정하기 어려운 상황이었습니다. 이때 단편적인 조치보다는 현상 자체를 이해하는 접근을 선택했습니다. 문제를 수학적으로 모델링하고, 계산과 해석을 통해 가능한 원인을 정리한 뒤 시험으로 검증하는 과정을 반복했습니다. 그 결과 최종적으로 설계 반영까지 직접 수행할 수 있었습니다.
이 경험을 통해 문제를 끝까지 파고드는 접근 방식에 대한 동료들의 신뢰를 얻게 되었고, 이후에는 더 넓은 영역의 역할을 맡을 수 있는 계기가 되었던 것 같습니다. 이후 양산 업무를 수행하면서 동시에 기존 방식과는 다른 관점이 필요한 선행 개발 과제를 병행하게 되었고, 점차 시스템 레벨에서 문제를 정의하고 새로운 개념을 고민하는 역할로 확장되었습니다. 이러한 경험들이 쌓이면서 현재는 휴머노이드 로봇용 액추에이터 개발 분야까지 자연스럽게 이어질 수 있었다고 생각합니다.
돌이켜보면, 입사 초기의 양산 경험과 한 번의 깊이 있는 문제 해결 경험이 현재까지 이어지는 기술적 성장의 중요한 출발점이 되었습니다.
“ 이론으로만 보던 기술이 실제로 움직이고 있다는 사실은
다시 한번 저의 기술적 호기심과 도전 의식을 자극하는 계기가 되었습니다. “
가장 기억에 남는 프로젝트를 소개해주세요.
신생 팀인 만큼, 현재 진행 중인 휴머노이드 로봇용 액추에이터 개발 프로젝트가 가장 인상 깊습니다. 학위 과정에서 연구나 논문으로 접하던 모터 구조와 개념들이 실제 로봇 제품 안에서 구현되고 있다는 점이 큰 자극이 되었습니다. 이론으로만 보던 기술이 실제로 움직이고 있다는 사실은 다시 한번 저의 기술적 호기심과 도전 의식을 자극하는 계기가 되었습니다.
개발 과정에서는 예상보다 많은 기술적 어려움이 존재하지만, 설계를 수정하고 시험을 통해 성능이 개선되는 과정을 직접 확인할 때마다 엔지니어로서의 보람을 느끼고 있습니다.
이 프로젝트는 단순한 개발 과제를 넘어, 새로운 기술을 실제 제품으로 구현하는 과정과 정답이 없는 문제를 팀과 함께 해결해가는 경험이라는 점에서 저와 구성원 모두에게 의미가 큰 프로젝트라고 생각합니다.
현대모비스에서 로보틱스 개발을 한다는 것은 어떤 의미였나요?
박사학위 과정 중 가정을 이루고 아이가 태어나면서, 자연스럽게 가족에 대한 책임을 서둘러야겠다는 생각을 하게 되었습니다. 그 시기에 현대모비스에서 좋은 기회를 얻게 되었고, 안정적인 환경 속에서 커리어를 이어갈 수 있다는 점에서 큰 매력을 느꼈죠.
하지만 로보틱스 업무를 접하면서 또 다른 의미를 찾게 되었습니다. 어릴 적 부모님께서 힘들게 가게 일을 하시는 모습을 보며, 언젠가는 사람을 대신해 일할 수 있는 로봇을 만들고 싶다고 생각했던 기억이 떠올랐기 때문입니다. 그 생각이 지금의 업무와 연결되면서, 단순한 직장을 넘어 개인적인 목표와도 이어지는 의미 있는 일이 되었습니다.
지금의 저에게 현대모비스는 가정에 대한 책임과 개인적인 꿈을 함께 실현할 수 있는 고마운 곳이고, 그만큼 더욱 진정성을 가지고 업무에 임하고 있습니다. 궁극적으로는 개별 설계에 국한되지 않고, ‘이 로봇 액추에이터는 어떤 성능 철학을 가져야 하는가’ 에 대해 기술적으로 판단하고 방향성을 제시할 수 있는 역할을 수행하며, 현대모비스의 로봇·액추에이터 기술 경쟁력을 한 단계 끌어올리는 데 기여해 나가고 싶습니다. 개인의 목표이자, 동시에 현대모비스에서 로봇 기술을 함께 키워가는 과정의 일부라고 생각하니까요.
이 직무에서 특히 중요하다고 생각하는 역량은 무엇인가요?
가장 중요한 것은 전자기 현상에 대한 이해입니다. 모터는 전자기적 원리로 동작하기 때문에, 자속의 흐름, 토크 발생 메커니즘, 포화와 손실 특성에 대한 이해가 모든 설계 판단의 출발점이 됩니다. 이러한 기초 이해가 부족하면 설계 변경이 성능에 어떤 영향을 미치는지 정확히 판단하기 어렵습니다.
여기에 더해 중요한 것은 데이터 기반 분석 능력입니다. 계산, 해석, 시험 결과가 다르게 나올 때 각각의 의미를 해석하고, 어떤 기준으로 설계 방향을 결정할 것인지 판단해야 합니다. 단순히 결과를 보는 게 아니라 이유를 분석하고 납득시켜 다음 설계로 연결할 수 있어야 합니다. 마지막으로 모터 설계는 단독 업무가 아니기 때문에 협업을 위한 커뮤니케이션 능력도 필수적입니다. 전자계, 기구, 제어 등 다양한 분야와의 소통을 통해 설계 의도와 제약 조건을 명확히 공유하고 조율해야 합니다. 복잡한 기술 내용을 상대의 관점에서 이해하기 쉽게 설명하는 능력이야말로 프로젝트의 완성도를 크게 좌우하기 때문이죠.
저희 팀은 현대모비스 내에서도 손꼽힐 만큼 빠른 의사결정과 업무 처리 속도를 가지고 있습니다. 그 근간에는 위와 같은 능력을 갖춘 구성원들을 기반으로 누군가의 아이디어에 대해 자유롭게 질문하고, 다른 관점의 대안을 제시하며, 이를 바탕으로 새로운 해결책을 만들어가는 분위기가 있다고 생각합니다. 스스로 문제를 정의하고 적극적으로 의견을 제시하며 불확실한 상황에서도 해법을 함께 만들어가는 것을 즐기는 성향의 지원자분이라면 저희 로보틱스 개발팀을 추천드립니다.
지원자분들께 전하고 싶은 조언이 있다면 부탁드립니다.
모터 설계 직무에서는 정답을 맞히는 것보다 사고 과정이 훨씬 중요합니다. 왜 그런 설계를 선택했는지, 어떤 트레이드오프를 고려했는지를 논리적으로 설명할 수 있는지가 더 중요한 평가 기준이 됩니다. 실제 개발 현장에서는 성능과 내구, 효율과 열, 이상적인 해와 현실적인 제약 사이에서 균형을 찾아야 하는 경우가 많기 때문입니다.
그래서 준비 과정에서도 결과보다는 ‘왜 그렇게 판단했는지’, ‘왜 다른 선택지를 배제했는지’를 스스로 정리해본다면, 그 자체로 로봇·액추에이터 모터 직무에 충분한 잠재력과 경쟁력을 갖추고 있다고 볼 수 있습니다.
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