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    3D프린팅 생성형AI로 가구 설계하는 시대

    “로봇아, 의자 만들어줘”, 피지컬 AI 현실로..MIT, 로봇에 생성형 AI 더한 ‘언어 기반 물리 객체 제작’ 기술 공개

    기사 출처

    생성형 AI와 로보틱스 융합으로 구현된 언어 기반 객체 제작 기술

    ‘말로 설계하고 로봇이 조립하는’ 피지컬 AI 시스템을 통해 비전문가도 손쉬운 3D 제작 가능

    자연어 한 줄로 실제 가구나 구조물을 설계하고, 로봇이 사용자의 지시에 따라 직접 제작까지 수행하는 기술이 현실화되었습니다. 미국 매사추세츠공과대학교(MIT) 연구진은 생성형 인공지능과 로보틱스를 접목한 언어 기반 물리 객체 제작 시스템을 발표하며, 물리적 제작의 진입 장벽을 크게 낮추고자 하였습니다.

    자연어 입력만으로 진행되는 3D 설계 자동화

    이번에 공개된 시스템의 핵심은 자연어 설계 기반의 자동화입니다. 사용자가 "의자를 만들어줘" 또는 "선반이 필요해"와 같은 문장을 입력하면, AI는 이를 인식하여 해당 물체의 3차원 구조를 자동 생성합니다. 이러한 방식은 기존 CAD(Computer-Aided Design) 도구와 달리 복잡한 조작이나 전문 지식이 필요 없다는 점에서 주목받고 있습니다.

    이 시스템은 두 개의 생성형 AI 모델로 구성되어 있습니다. 하나는 기하학적 구조의 생성을 담당하고, 다른 하나는 기능과 사용 목적에 기반해 구성 요소의 배치를 분석합니다. 이로 인해 좌석, 등받이, 프레임 등 다양한 부품이 자동 계산되어 설계에 반영됩니다.

    "사용자의 지시만으로도 좌석, 등받이, 구조 프레임 등 가구의 핵심 요소를 자동 판단해 설계할 수 있습니다."

    시각-언어 융합 모델(VLM)의 역할

    기술의 중심에는 비전-언어 모델(Vision-Language Model, VLM)이 있습니다. VLM은 이미지와 텍스트를 동시 처리할 수 있으며, 사전 학습된 다양한 시각 데이터를 활용해 구조 부품과 패널의 결합 방식을 효율적으로 예측합니다.

    VLM은 예를 들어 좌석이나 등받이에 패널이 필요한지를 파악한 후, 그 정보를 텍스트 라벨 형식으로 전환하고 각 부품 표면에 고유한 번호를 부여합니다. 이후 AI는 이 데이터를 기반으로 각 패널의 정확한 부착 위치를 자동 결정하여 3D 설계에 반영합니다. 이로써 메커니즘 설계에 필요한 복잡한 과정이 자동화되었습니다.

    "VLM은 로봇에게 눈과 두뇌를 동시에 제공하며, 구조를 인식하고 기능을 예측할 수 있는 능력을 갖추게 합니다."

    =3D설계

    사용자 피드백 반영하는 휴먼-인-더-루프 구조

    해당 기술은 사용자의 실시간 피드백을 수용할 수 있는’휴먼 인 더 루프(Human-in-the-loop)&39; 방식을 채택하고 있습니다. 이는 사용자의 만족도를 향상시키는 주요 요인으로 작용합니다.

    예를 들어 사용자가 "좌석에는 패널을 사용하지 말고 등받이에만 부착해달라"고 요청하면, 시스템은 기존 설계를 즉시 수정하여 그 요구를 반영합니다. 이를 통해 결과물이 더 높은 정확도와 만족도를 달성할 수 있습니다. MIT 연구진은 이 구조를 통해 사용자가 주도적으로 설계에 참여할 수 있다고 강조하였습니다.

    "피드백이 설계에 즉시 반영되어 결과 활용도가 크게 향상됩니다."

    실제 물체 조립까지 나아간 로보틱스 시스템

    설계가 완료되면 조립은 로봇 시스템이 담당하게 됩니다. 로봇은 미리 제작된 구조 부품과 패널을 기준으로 설계된 3D 모델을 조립하며, 전체 제작 과정을 자동으로 진행합니다.

    본 기술은 의자나 선반 제작에 적용되어 실제 사용 가능한 가구 제작이 완료되었으며, 모든 부품은 분해와 재조립이 가능하도록 설계되어 자원 재사용 및 낭비 절감을 고려하였습니다. 이에 따라 해당 기술은 친환경적인 제조 시스템으로도 평가받고 있습니다.

    "모든 부품은 재조립에 최적화되어 폐기물 발생을 최소화할 수 있습니다."

    사용성 평가 및 기술 확장성

    MIT 연구진은 시스템의 실효성을 검증하기 위해 사용자 연구를 함께 진행하였습니다. 그 결과 응답자의 90% 이상이 기존 방식에 비해 본 기술이 생성한 설계물이 더 만족스럽고 직관적이라고 평가하였습니다.

    또한 이 기술은 가구 제작에 국한되지 않고, 건축 구조물이나 항공우주 부품, 산업용 맞춤 설계 등 복잡한 다중 구성 요소를 요구하는 다양한 분야로의 확장이 가능하다는 점에서 의미가 큽니다. 궁극적으로는 개인이 가정 내에서 로봇과 대화하며 가구를 직접 제작할 수 있는 환경도 기대할 수 있습니다.

    "아이디어를 빠르게 실현하고 반복 제작할 수 있는 유연한 설계 시스템입니다."

    자동화

    주요 연구진 및 학술 발표

    이번 연구는 MIT 전기전자공학 및 컴퓨터과학과, 건축학과 대학원 공동 연구진 주도로 진행되었습니다. 특히 메인 연구자인 알렉스 쿄(Alex Kyaw)와 리차 굽타(Richa Gupta)는 비전-언어 모델의 적용과 설계 피드백 통합에 중요한 기여를 하였습니다.

    더불어 구글 딥마인드(Google DeepMind)와 오토데스크 리서치(Autodesk Research)도 연구에 참여하여 학제 간 협력의 성과를 보여주었습니다. 연구 결과는 2025년 12월 2일부터 7일까지 미국 샌디에이고에서 개최된 인공지능 학계 최고 권위의 학회 중 하나인 신경정보처리시스템학회(NeurIPS 2025)에서 발표되었습니다. 발표 논문의 제목은 다음과 같습니다.

    ‘3D 생성형 AI 및 비전 언어 모델을 활용한 다중 구성 요소 객체의 텍스트 기반 로봇 조립(Text to Robotic Assembly of Multi Component Objects using 3D Generative AI and Vision Language Models)’

    마치며

    언어 명령만으로 물리 객체를 설계하고 제작할 수 있는 피지컬 AI 기술은 설계와 생산의 미래를 재정의하는 중요한 전환점이 될 수 있습니다. 이 기술은 고도의 전문성을 요구하던 설계 과정에 일반 사용자의 접근을 가능케 함으로써, 보다 지속 가능하고 혁신적인 제품 개발의 기반이 될 수 있을 것입니다.

    3D프린팅 기술의 발전은 사용자 중심의 설계 프로세스를 더욱 현실화하고 있습니다. 한양3D팩토리는 이러한 변화를 지원하며, 고객들이 창의적이고 실용적인 제품을 개발할 수 있도록 돕고 있습니다.

    3D프린팅에는 역시 한양3D팩토리

  • 3D 프린팅 전 피해야 할 도면 유형 정리

    3D 프린팅 전 피해야 할 도면 유형 정리

    3D 프린팅 업계에는 숨겨진 비밀 하나가 있습니다. 바로, 성공적인 결과물을 얻는 사람들은 의뢰 전 도면을 꼼꼼하게 확인한다는 점입니다. 간혹 간과하기 쉽지만, 이 작은 차이가 최종 제품의 품질과 직결된다는 사실, 알고 계셨습니까? 지금부터 한양3D팩토리가 3D 프린팅 의뢰 전 반드시 점검해야 할 도면 관련 핵심 체크포인트를 명확하게 짚어드리겠습니다.

    3D 프린팅 도면 설계의 중요성

    3D 프린팅 기술은 복잡하고 정밀한 형상 구현을 가능하게 하며, 시제품 제작부터 최종 부품 생산에 이르기까지 광범위한 산업 분야에서 혁신적인 솔루션으로 자리매김하고 있습니다. 그러나 이러한 기술의 잠재력을 온전히 발휘하기 위해서는 무엇보다도 '정교한 도면 설계'가 선행되어야 합니다. 단순히 아이디어를 형상화하는 것을 넘어, 3D 프린팅 공정의 특성을 이해하고 이에 적합한 설계를 적용하는 것이 성공적인 결과물의 핵심 요소로 작용합니다.

    도면 설계 단계에서 발생하는 미흡함은 예상치 못한 출력 실패, 품질 저하, 불필요한 후처리 비용 증가로 이어져 결국 시간과 자원의 비효율적인 낭비를 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 재료의 수축률이나 프린터의 최소 정밀도를 고려하지 않은 도면은 실제 출력물에서 치수 불일치나 구조적 결함을 야기할 가능성이 높습니다. 따라서 3D 프린팅 의뢰 전, 도면을 면밀히 검토하고 잠재적인 문제점을 사전에 식별하는 과정은 프로젝트의 성공 가능성을 대폭 높이는 필수적인 절차라 할 수 있습니다.

    한양3D팩토리는 이러한 중요성을 깊이 인식하고 있으며, 고객님의 소중한 아이디어가 오차 없이 완벽하게 구현될 수 있도록 도면 검토 단계부터 세심한 가이드를 제공하고 있습니다. 불필요한 시행착오를 줄이고 최상의 결과물을 얻기 위한 첫걸음은 바로 도면의 완성도에서 시작됩니다.

    과도하게 복잡한 내부 구조 도면

    복잡한 내부 구조의 문제점

    3D 프린팅을 의뢰하기 전 면밀히 검토해야 할 도면 유형 중 첫 번째는 과도하게 복잡한 내부 구조를 가진 도면입니다. 3D 프린팅은 자유로운 형상 구현이라는 강점을 지니고 있으나, 지나치게 미세하거나 복잡한 내부 격자 구조, 혹은 불필요하게 얽혀 있는 형상은 오히려 출력 과정에서 예상치 못한 오류를 유발할 수 있습니다. 예를 들어, FDM(Fused Deposition Modeling) 방식의 경우, 노즐이 복잡한 경로를 반복적으로 이동해야 하므로 압출 불량, 레이어 간 접착력 저하, 심지어는 노즐 막힘 현상까지 발생할 수 있습니다.

    또한, SLA(Stereolithography)나 DLP(Digital Light Processing) 방식에서도 레진의 경화 과정 중 발생하는 응력 집중으로 인해 미세한 내부 구조가 변형되거나 파손될 위험이 상존합니다. 더욱이, 이러한 복잡한 내부 구조는 출력 후 지지대(Support Structure) 제거를 극도로 어렵게 만들 뿐만 아니라, 제거 과정에서 원형의 손상을 유발하거나 표면 품질을 저하시키는 주요 원인이 됩니다. 결과적으로는 후처리 공정의 시간과 비용이 과도하게 소요되며, 이는 제품의 전체적인 생산 효율성을 저해하는 요인으로 작용합니다.

    최적화를 위한 해결 방안

    이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로는 내부 구조를 기능적으로 단순화하거나, 하나의 복잡한 형상을 여러 개의 단순한 부품으로 분할하여 출력한 후 조립하는 방식을 고려해 볼 수 있습니다. 한양3D팩토리는 고객님의 디자인 의도를 최대한 존중하면서도, 3D 프린팅 공정의 물리적 한계를 극복하고 최적의 출력 가능성을 확보할 수 있도록 전문적인 도면 수정 및 재설계 컨설팅을 제공하고 있습니다. 이는 불필요한 오류를 사전에 방지하고, 최종 결과물의 완성도를 극대화하는 데 기여합니다.

    최소 두께 기준 미준수 설계

    최소 두께 미준수의 위험성

    3D 프린팅 의뢰 시 간과해서는 안 될 두 번째 도면 유형은 바로 '최소 두께 기준을 충족하지 못하는 설계'입니다. 3D 프린팅은 다양한 소재와 공법으로 이루어지며, 각 방식(FDM, SLA, SLS 등)과 재료(PLA, ABS, 레진, 나일론 등)는 출력 가능한 최소 두께에 대한 고유한 제한을 가집니다. 예를 들어, FDM 방식에서 너무 얇은 벽은 필라멘트가 제대로 쌓이지 않아 구멍이 생기거나, 층간 접착력이 약해져 쉽게 파손될 수 있습니다. 레진 기반의 SLA 프린팅의 경우에도, 과도하게 얇은 구조는 경화 시 발생하는 수축 응력으로 인해 변형되거나, 출력물 세척 및 후처리 과정에서 부러지기 쉽습니다.

    내구성과 기능성 확보 방안

    이러한 최소 두께 제한을 무시하고 설계된 도면은 프린팅 과정에서 출력 실패로 직결되거나, 설령 출력이 완료되더라도 본래 의도했던 내구성과 기능성을 확보하기 어렵게 만듭니다. 실제 사용 환경에서 작은 충격에도 쉽게 부러지거나 마모되어 제품의 수명을 단축시키는 주요 원인이 됩니다. 따라서 도면 설계 단계에서부터 사용될 3D 프린팅 공법과 재료의 물성을 충분히 이해하고, 이에 부합하는 최소 두께 기준을 적용하는 것이 필수적입니다. 부품의 기능적 요구사항과 조립 정밀도를 고려하여 필요한 부분은 보강하고, 전체적인 구조적 안정성을 확보하는 것이 중요합니다.

    한양3D팩토리의 두께 최적화 지원

    한양3D팩토리는 다년간 축적된 경험과 기술력을 바탕으로 고객님의 도면을 심층적으로 분석하여, 선택하신 재료와 프린팅 방식에 최적화된 최소 두께 가이드를 제공합니다. 필요에 따라 설계 변경을 제안함으로써, 고객님의 제품이 최고의 품질과 내구성을 가질 수 있도록 적극적으로 지원하고 있습니다.

    정밀한 치수 공차 설정과 명기

    치수 공차의 중요성과 문제점

    성공적인 3D 프린팅 의뢰를 위한 마지막 핵심 체크포인트는 '정확한 치수 공차의 설정과 명기'입니다. 3D 프린팅 기술은 뛰어난 정밀도를 자랑하지만, 이는 절대적인 무공차를 의미하지 않습니다. 모든 물리적인 제조 공정에는 고유의 허용 오차 범위가 존재하며, 3D 프린팅 또한 재료의 수축률, 프린터의 해상도, 레이어 적층 방식, 후처리 과정 등 다양한 변수에 의해 최종 출력물의 치수에 미세한 오차가 발생할 수 있습니다. 특히, 여러 개의 부품을 조립하여 하나의 시스템을 구축해야 하거나, 정밀한 움직임과 결합을 요구하는 기능성 부품의 경우, 이러한 치수 공차에 대한 명확한 이해와 적용이 필수적입니다.

    도면에 치수 공차 정보가 누락되거나 현실적인 오차 범위를 벗어난 설계는 다음과 같은 심각한 문제로 이어질 수 있습니다.

    • 실제 부품 조립 시 맞지 않거나 의도했던 기능이 제대로 작동하지 않음
    • 특정 구멍에 축이 끼워질 때 간섭이나 유격으로 조립 불가능 또는 기능 저하 발생

    최적 공차 설정을 위한 협력

    따라서 도면 설계 단계에서부터 3D 프린팅 서비스 업체와의 긴밀한 협의를 통해, 사용될 재료와 프린팅 방식, 그리고 부품의 기능적 요구사항을 종합적으로 고려한 최적의 공차 범위를 설정하고 이를 도면에 명확하게 기재해야 합니다. 한양3D팩토리는 고객과의 상세한 소통을 통해 각 프로젝트의 특성을 면밀히 분석하고, 수많은 출력 경험을 바탕으로 가장 적합한 치수 공차 설정을 지원하고 있습니다. 이러한 전문적인 접근 방식을 통해 고객님의 설계 의도가 완벽하게 구현되고, 최종 제품이 요구되는 기능과 품질 기준을 충족할 수 있도록 돕고 있습니다. 정밀한 치수 공차는 단순한 숫자가 아닌, 3D 프린팅된 부품의 실제 활용 가능성을 결정하는 중요한 요소입니다.

    성공적인 3D 프린팅의 핵심이자, 많은 이들이 간과하기 쉬운 비밀은 바로 정교한 도면 설계에 있습니다. 오늘 살펴본 바와 같이, 과도하게 복잡한 내부 구조, 최소 두께 기준 미준수, 그리고 부정확한 치수 공차는 예상치 못한 출력 실패와 품질 저하, 비효율적인 자원 낭비로 이어질 수 있습니다. 따라서 아이디어를 완벽한 현실로 구현하기 위해서는 3D 프린팅 공정의 특성을 깊이 이해하고, 전문가의 면밀한 도면 검토와 최적화 과정이 선행되어야 합니다. 한양3D팩토리는 이러한 중요성을 바탕으로 고객님의 소중한 설계가 최적의 품질과 효율성으로 구현될 수 있도록 전문적인 컨설팅과 기술 지원을 제공합니다.

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