최근, 인공지능(AI)이 제조, 의료, 금융, 교육, 농업, 엔터테인먼트 등 다양한 산업에서 혁신의 핵심 동력으로 자리 잡고 있다. ‘AI+X’로 불리는 이 융합을 선도하는 주역은 바로 AI 스타트업들이다. 이들은 인공지능을 기반으로 기존 프로세스를 혁신하고, 새로운 비즈니스 모델을 창조하며 글로벌 시장의 판도를 바꾸고 있다. 이 시리즈에서는 급성장하고 있는 글로벌 AI 스타트업들의 혁신 사례와 프로젝트를 조명한다. <편집자 주>

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[뉴스투데이=노재범 성균관대 학부대학 초빙교수] 오늘날 인공지능(AI)은 전 산업에 걸쳐 변화를 이끌며 새로운 혁신의 물결을 만들어내고 있다.

 

이러한 변화의 중심에 있는 기업 중 하나가 바로 영국 런던 기반의 스타트업 ‘피직스엑스(PhysicsX)’다.

 

2019년 설립된 피직스엑스는 물리 기반 모델링과 AI 기술을 융합해 제품 설계, 제조, 유지보수 등 복잡한 엔지니어링 과정을 효율적으로 개선하며 빠르게 성장하고 있다.

 

특히 피직스엑스는 2023년 제너럴 캐털리스트 등으로부터 3200만달러 규모의 시리즈 A 투자를 유치하며 그 기술력과 가능성을 인정받았다.

 

이 기업은 기존 물리 시뮬레이션의 속도와 정밀도를 혁신적으로 개선하며, AI를 활용한 엔지니어링 솔루션의 새로운 가능성을 열고 있다.

 

 

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•  AI로 시뮬레이션 속도 최대 100만배 가속화

 

피직스엑스의 핵심 기술 중 하나는 딥 러닝 서로게이트(Deep Learning Surrogates) 기반의 시뮬레이션 플랫폼이다.

 

※ 딥 러닝 서로게이트(Deep Learning Surrogates) : 딥 러닝 서로게이트(Deep Learning Surrogates)는 물리 시뮬레이션이나 복잡한 계산을 빠르게 수행하기 위해 딥 러닝 모델을 활용해 기존의 고성능 계산(High-Fidelity Simulation)을 대체하거나 보완하는 기술이다. 쉽게 말해, 복잡하고 시간이 오래 걸리는 수학적 계산을 AI가 학습하고, 이를 바탕으로 훨씬 빠르고 효율적으로 결과를 예측하는 방법이다.

 

기존의 물리 시뮬레이션은 정밀도가 높지만, 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 드는 단점이 있었다. 반면, 피직스엑스의 기술은 복잡한 계산을 AI가 학습해 속도를 최대 100만배까지 가속화하며, 하루 10만회 이상의 시뮬레이션 실행이 가능해졌다.

 

예를 들어, 항공기 설계에서 공기역학 시뮬레이션(Computational Fluid Dynamics, CFD)은 단일 테스트에도 수 시간이 걸리지만, 피직스엑스의 기술은 이를 몇 초 안에 처리할 수 있다.

 

이를 통해 설계 초기 단계에서 수많은 디자인 옵션을 빠르게 평가하고 최적의 결과를 도출할 수 있는 환경을 제공한다. 자동차 산업에서도 공기역학 테스트 시간을 단축해 시제품 개발 주기를 줄였으며, 설계 비용을 절감하는 데 기여했다.

 

 

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•  생성적 설계로 최적의 디자인 솔루션

 

피직스엑스의 또 다른 핵심 기술은 생성적 설계(Generative Design)다. 이 기술은 고성능 컴퓨팅(HPC)과 AI를 결합해 재료 특성, 구조적 하중, 제조 제약 조건 등을 종합적으로 고려하며 최적의 설계 옵션을 자동으로 생성하고 분석한다.

 

※ 생성적 설계(Generative Design) 기술 : 생성적 설계 기술은 컴퓨터와 AI를 활용해 여러 설계 옵션을 자동으로 생성하고, 주어진 조건에 가장 적합한 최적의 설계를 찾는 기술이다. 디자이너나 엔지니어가 단순히 하나의 설계안을 만들고 수정하는 방식에서 벗어나, AI가 수백에서 수천개의 설계 대안을 생성하고, 그중에서 가장 효율적인 것을 선택할 수 있게 돕는다. 특히 항공우주, 자동차, 재생에너지 등 복잡한 설계와 최적화가 중요한 산업에서 주로 사용되며, 미래의 설계 혁신을 이끄는 도구로 자리 잡고 있다.

 

생성적 설계 기술은 특히 복잡하고 최적화가 중요한 산업 분야에서 그 효과를 발휘한다.

 

 

예를 들어, LGM-Aero 모델(AI 기반 생성적 설계 및 시뮬레이션 모델)을 통해 항공기 설계에서 공기 저항을 최소화하면서도 강도를 유지하는 혁신적인 설계가 실현되었다.

 

생성적 설계는 단순히 설계 시간을 단축하는 데 그치지 않는다. 이는 엔지니어와 디자이너가 수많은 설계 대안을 탐구하고, 데이터 기반으로 최적의 결정을 내릴 수 있는 도구로 자리 잡았다.

 

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•  폭넓은 산업 적용성과 강력한 파트너십

 

피직스엑스의 기술은 항공우주, 자동차, 재생에너지, 건설 등 다양한 산업에서 광범위하게 적용되고 있다.

 

항공우주 분야에서는 글로벌 항공기 제조사 보잉과 협력해 항공기 엔진 성능 최적화와 비행 중 상황 시뮬레이션을 지원했다. 이를 통해 항공기 설계와 테스트 비용을 20% 절감하고 연료 효율성을 15% 개선하는 데 기여했다.

 

자동차 산업에서는 테슬라와 협력해 조립 공정의 병목 현상을 해결하고, 생산성을 25% 이상 향상시켰다. 이로 인해 연간 수백만달러의 비용 절감 효과를 가져왔으며, 특히 대규모 공장에서 효율성을 극대화했다.

 

 

재생에너지 산업에서도 피직스엑스는 풍력 터빈 설계에 AI를 적용해 에너지 생산 효율을 높이는 데 성공했다. 터빈 배치와 날개 설계를 최적화해 기후 조건에 따른 에너지 생산량을 극대화했으며, 유지보수 비용 절감에도 기여했다.

 

건설 분야에서는 대형 건설사들과 협력해 구조물 안정성을 정밀히 분석하고, 자재 사용을 최적화했다. 이 기술은 설계 및 시공 비용을 절감하면서도 안전성을 강화해 건축 자재 비용을 15% 이상 절감하는 데 도움을 주었다.

 

이외에도 AWS 및 Velo3D와 같은 글로벌 기업들과의 파트너십으로 클라우드 기반 AI 서비스를 제공하며 고객들이 기술을 유연하게 활용할 수 있는 환경을 구축하고 있다.

 

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•  지속적인 연구개발 투자와 파트너십 확대로 AI 엔지니어링 분야에서 선도적 위치 공고히 할 듯..

 

피직스엑스는 빠르게 변화하는 산업 환경에서 AI 기술을 활용해 엔지니어링의 한계를 끊임없이 확장하고 있다.

 

특히 시간과 비용을 대폭 절감하는 시뮬레이션 기술은 다양한 산업에서 큰 파급력을 지니고 있으며, 이는 기업들이 혁신적 설계를 더욱 효율적으로 실현할 수 있게 한다.

 

앞으로 피직스엑스는 기술 연구개발에 대한 지속적인 투자와 기업과의 파트너십 확대를 통해 AI 기반 엔지니어링 솔루션 분야에서 선도적 위치를 공고히 할 것으로 기대된다.

 

[정리=최봉 산업경제 전문기자]

 

 

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