벨덴-액센츄어-NVIDIA, ‘피지컬 AI’로 공장 안전 혁신… TSN이 ‘초정밀 제어’ 이끈다

가상 안전 펜스·실시간 품질 검사… 산업용 TSN 네트워크가 AI의 ‘눈’과 ‘반응 속도’ 보장

커넥션 솔루션 분야의 글로벌 리더인 벨덴(Belden)이 액센츄어(Accenture), NVIDIA와 협력하여 공장 및 창고의 작업자 안전을 위한 ‘물리적 AI(Physical AI)’ 시스템을 개발하고 배포에 나섰다.

이는 현대 제조 현장에서 사람 작업자와 자율 시스템의 통합이 증가함에 따라, 양측의 안전을 보장하고 품질 관리를 개선하며 기존 공장 운영을 현대화하는 핵심 솔루션으로 주목받는다.

이번 협력은 벨덴의 산업용 네트워크 인프라가 어떻게 고급 AI 애플리케이션을 구현하는지 보여주는 대표적인 사례다. 벨덴은 단순한 연결 제품 공급자를 넘어 포괄적인 산업 솔루션 기업으로 진화하고 있음을 입증했다.

TSN, AI의 ‘눈’과 ‘반응 속도’를 동기화하다

이번에 공개된 ‘가상 안전 펜스(Virtual Safety Fence)’ 솔루션의 기술적 돌파구는 벨덴의 ‘시간 민감 네트워킹(Time Sensitive Networking, TSN)’ 역량에 있다.

이 솔루션은 액센츄어의 ‘물리적 AI 오케스트레이터(Physical AI Orchestrator)’와 NVIDIA Omniverse(디지털 트윈) 및 Metropolis 라이브러리를 기반으로 개발되었다. 여러 대의 카메라가 컴퓨터 비전(CV)을 통해 작업자의 움직임을 모니터링하고, 작업자가 위험 구역에 진입하면 로봇의 작동을 자동으로 일시 중지시키는 ‘폐쇄 루프 제어(closed-loop control)’를 적용한다.

이러한 실시간 안전 애플리케이션이 완벽하게 작동하려면 여러 카메라의 비디오 스트림이 공장 전반에 걸쳐 마이크로초(100만 분의 1초) 단위의 정밀도로 동기화되어야 한다. 벨덴의 TSN 기술은 바로 이 ‘정확한 시간 동기화’를 보장하여, AI가 사람과 장비의 움직임을 정확하게 추적하고 즉각적으로 반응(제어)할 수 있게 만드는 핵심 인프라 역할을 한다.

벨덴의 저먼 페르난데즈(German Fernandez) 에코시스템 파트너 프로그램 부사장은 “정확한 타이밍을 요구하는 안전 애플리케이션에는 산업 등급 네트워킹 프로토콜이 매우 중요하다”며, “우리의 TSN 기술은 AI 시스템과 생산 장비 간의 실시간 폐쇄 루프 제어를 가능하게 하며, 이는 안전과 품질 모두의 기본”이라고 강조했다.

안전에서 품질 검사까지… ‘하나의 네트워크’로 해결

벨덴의 물리적 AI 시스템은 안전뿐만 아니라 실시간 품질 검사(QC)에서도 그 역량을 입증했다. 제약용 블리스터 팩(물집 포장)을 대상으로 한 별도의 파일럿 프로젝트에서, AI 기반 비전 시스템이 포장이 불완전하거나 손상된 패키지를 식별하고, 생산 라인의 최대 속도를 유지하면서 로봇 제거 시스템을 자동으로 작동시키는 데 성공했다.

이는 AI 시스템이 고속으로 움직이는 생산 라인을 정확히 판독하고 제어 신호를 ‘지연 없이’ 전달해야만 가능한 일이다.

이번 협력은 벨덴의 산업용 네트워킹 및 프로토콜 통합, NVIDIA의 시뮬레이션 및 AI 컴퓨팅 플랫폼, 그리고 액센츄어의 물리적 AI 및 제조 자동화 전문성이 결합된 결과다.

특히 이 통합 접근 방식은 최근 제조업계가 겪는 두 가지 주요 과제인 ‘노동력 부족’과 ‘신속한 설비 현대화’에 대한 해법을 제시한다. AI 기반 안전 시스템은 경험이 부족한 신규 인력을 지능형 위험 감지 및 자동화된 안전 반응으로 보호한다.

또한, 안전 모니터링을 처리하는 동일한 네트워크 인프라가 동시에 품질 검사 및 기타 산업용 애플리케이션을 관리할 수 있음을 보여준다. 이는 벨덴 자동화 솔루션의 강점인 ‘다중 서비스 네트워크’ 역량을 입증하며, 인프라 비용과 복잡성을 모두 절감하는 효과를 제공한다.

이 가상 안전 펜스 솔루션은 지난 9월 파일럿을 완료했으며, 올해 말 한 자동차 제조업체의 창고 환경에서 보행자 안전을 위해 상업적으로 배포될 예정이다.