AI가 ‘손맛’ 잡았다…식품연, 김부각 자동화 로봇 개발

사람 손기술에 의존해온 식품 제조 공정에 인공지능(AI)과 로봇 기술이 본격 접목되고 있다. 특히 형태가 일정하지 않고 다루기 어려운 식재료의 품질 편차를 기술적으로 제어하는 단계까지 발전하면서 식품산업 자동화 범위가 크게 넓어질 전망이다.

한국식품연구원은 비정형 식재료와 복잡한 조리 공정으로 자동화가 어려웠던 식품 제조 현장에 적용할 수 있는 AI 기반 로봇 시스템을 개발했다고 21일 밝혔다.

이번 연구는 단순 반복작업 자동화를 넘어 식품 자체의 물리적 특성을 실시간으로 인식하고 대응하는 기술을 구현했다는 점에서 의미가 크다. 기존 식품 제조 현장은 원료 크기와 형태가 일정하지 않고 조리 과정에서도 숙련자의 감각에 크게 의존하는 구조여서 자동화 적용에 한계가 있었다.

연구진은 실증 대상으로 대표적인 난공정으로 꼽히는 ‘김부각 튀김’을 선택했다. 김부각은 얇고 쉽게 부서지는 특성 때문에 일반 기계 설비로는 정밀한 작업이 어려워 자동화 사각지대로 여겨져 왔다.

새롭게 개발된 시스템은 이른바 ‘피지컬 AI(Physical AI)’ 기술을 핵심으로 한다. 머신비전과 센서를 통해 식재료 위치와 상태를 실시간 분석한 뒤 불량 여부를 판단하고 최적의 작업 조건을 설정한다.

이후 특수 제작된 로봇 그리퍼가 김부각 반제품을 파손 없이 이동시키고, 유탕 공정에서는 숙련 작업자의 좌우 흔들기 동작까지 재현해 열 전달 효율을 높이는 방식으로 작동한다.

실제 성능 평가에서도 의미 있는 결과가 나왔다.

연구진이 수작업과 로봇 공정을 비교한 결과, 색상과 팽창도, 식감 등 주요 평가 항목에서 로봇 시스템이 높은 일관성과 품질 유사도를 보였다. 특히 생산성은 수작업 대비 약 3.2배 향상됐고, 품질 균일성도 약 1.5배 개선된 것으로 나타났다.

이는 숙련자 개인 역량에 따라 발생했던 품질 편차를 상당 부분 줄일 수 있다는 의미로 해석된다.

식품업계에서는 식품 제조 현장의 인력난과 품질 표준화 수요가 커지고 있는 만큼 이번 기술이 향후 다양한 식품 공정으로 확대될 가능성에도 주목하고 있다. 특히 짧은 시간 차이만으로도 제품 품질이 달라지는 튀김과 조리 분야에서 활용도가 높을 것으로 예상된다.

김아나 한국식품연구원 박사는 "이번 연구는 로봇이 식품의 물리적 특성을 이해하고 조리하는 피지컬 AI의 실제 적용 사례"라며 "식품 제조 전반의 디지털 전환을 이끄는 핵심 기술이 될 것으로 기대한다"고 말했다./이강호 기자

이강호 기자 / lkh1530@hanmail.net

입력 : 2026년 05월 21일