Anthropic, Claude Fable 5.2로 회로 설계부터 시제품까지 시연

Anthropic이 11월 9일(현지시간 기준 발행일) 회로기판 설계 실험 결과를 공개했다. Claude Fable 5.2가 스피커폰, 음성비서 허브, 휴대용 가상 반려동물 기기를 설계했고, 실제로 만든 시제품 세 개가 회로를 고치지 않고도 작동했다는 내용이다.

Anthropic은 회로기판을 만들고 제조하는 Diode Computers와 협력했다. 각 기기마다 짧은 프롬프트로 기기 종류와 주요 하드웨어 요구 사항만 알려 주었다. 스피커폰 프롬프트는 USB-C로 컴퓨터에 연결되고 마이크와 스피커를 갖추며 PCB 안테나로 블루투스를 지원하는 원반형 기기를 요청했다. 사람 엔지니어는 Claude의 지시에 따라 기판을 조립하고 펌웨어를 실행했다. 시제품은 몇 주 사용한 뒤에도 작동하며, 음성비서 허브와 가상 반려동물 기기도 상태가 좋다고 Anthropic은 밝혔다.

Claude가 설계한 음성 비서 허브 회로가 실제로 작동하는 모습을 보여 줌영상: Claude · YouTube

Claude는 사양서 작성, 회로도 작성, 부품 배치, 구리 배선, 3D 프린팅용 케이스 설계, 펌웨어 코딩, 부품 목록 작성까지 맡았다. Anthropic은 1년여 전 같은 협력사와 시작한 첫 실험에서는 칩 데이터시트를 읽고 필요한 부품을 찾는 단순 과제를 다뤘다고 밝혔다. 당시 모델은 회로기판 배치를 안정적으로 하지 못했고 서로 맞는 부품 설계에도 어려움을 겪었다.

배치와 배선에서 달라진 점

Anthropic은 이전 모델과 가장 크게 다른 점으로 부품 배치와 구리 배선 같은 기하학 문제를 푸는 능력을 꼽았다. 이전 모델은 보조 부품을 해당 칩에서 너무 멀리 두거나 커넥터 방향을 잘못 잡았다. Fable 5.2는 더 조밀하고 실용적인 배치를 내놓았고, 고속 신호나 큰 전류가 흐르거나 잡음에 민감한 연결부터 배선했다.

음성비서 허브에서는 USB와 이더넷 연결부터 배선했다. 한 쌍씩 작업하며 두 선의 길이와 간격을 맞췄고, 신호가 같은 시각에 도착하도록 선을 지그재그로 늘이는 튜닝 패턴도 넣었다. 전원부 부품 배치도 효율을 높이도록 조정했다.

Anthropic은 Diode에 내부 벤치마크 PCB Gym을 돌리게 했다. 배치가 지워진 기판 설계에서 부품을 놓고 연결을 다시 배선하는 능력을 점수로 매기는 시험이다. Fable 5.2는 69%를 받아 Fable 5의 25%를 크게 웃돌았다. 도면과 렌더링 이미지에서 3D 부품, 조립체, 회로기판을 다시 만드는 공개 벤치마크 BenchCAD 2.1에서는 83.5%로, 직전 모델 Claude Fable 5.1의 거의 두 배였다.

스스로 고치고 도구를 만들었다

Diode는 지난 1년간 이전 모델들과 기판을 여러 장 설계했는데, 완성도 95%에도 쓸 수 없는 결과물이 많았다. 배치가 잘못돼 배선을 끝낼 수 없는 상황에서도 이전 모델은 자기 작업을 거의 수정하지 않았기 때문이다.

Fable 5.2는 설계가 막히면 지시 없이 방향을 바꿨다. 구리 4층 스피커폰 기판에서는 칩 두 개의 신호를 다른 핀에 다시 배정해, 터치 휠 아래 배선이 한 층 안에서 서로 교차하지 않게 했다. 뒷면이 붐비자 호환 핀의 신호를 맞바꾸고 기판 한 모서리를 통째로 다시 배치했으며, 층간 점프를 덧대는 방식은 쓰지 않았다. 음성비서 허브 작업에서는 배선이 눈으로 추적하기엔 너무 엉켰다고 판단하고 배선을 지운 뒤 처음부터 다시 했고, 이런 삭제와 재배선을 수십 번 되풀이해 작동하는 배치를 찾았다.

설계 도구 사용에서도 판단이 드러났다. Diode가 제공한 환경에서는 널리 쓰이는 기판 설계 프로그램 KiCad의 라우터를 쓸 수 있었지만, 한 번에 선 하나만 이어 주었다. 허브에는 100핀 커넥터에서 나오는 긴 배선이 많았고 Claude는 이를 하나씩 지시하면 안내가 너무 많이 필요하다고 판단했다. 그래서 기판을 격자로 나눠 빈 경로를 찾는 자체 라우터를 썼다. 약 30분 만에 선 하나를 1초 안팎에 깔 수 있는 라우터가 나왔다. 오디오 클록 배선이 이더넷 배선에 너무 가까운 것을 발견하고는 민감한 배선 주변 간격을 넓히도록 라우터를 고쳤다.

데이터시트도 필요할 때 직접 읽었다. 배터리 없이 가상 반려동물 기기가 작동하느냐는 질문에, 충전 IC 데이터시트를 읽고 USB 전원으로 돌아가지만 충전 표시등이 깜박일 것이라고 예측했다. 충전기가 배터리 자리의 작은 커패시터를 계속 충전하기 때문이라는 설명이다. Diode 팀의 프롬프트는 이 질문 외에는 "기판 회로도 정리", "계속" 같은 짧은 지시에 그쳤다.

기구 제약과 제조 검사

각 기기의 케이스를 설계할 때는 기판 3D 모델이 부품 충돌 없이 케이스에 들어가는지 확인하는 코드를 직접 짰다. 스피커폰 기판은 음소거 스위치가 뒷벽에 걸려 똑바로 내려놓을 수 없었다. Claude는 기판을 약 25도 기울여 넣으면 들어간다고 계산했고, 3D 모델로 검증한 뒤 조립 설명서에 그 단계를 넣었다.

음성비서 허브에서는 길이 25mm의 마이크 음향 포트가 3.4kHz 부근에서 공진한다고 계산했다. 음성 대역 한가운데라 이상적이지 않다고 보고, 뒤쪽이 높고 앞쪽이 낮은 쐐기형 케이스를 택했다. 포트는 약 10mm로 짧아졌고 공진 주파수는 약 8.9kHz로 올라 음성 범위의 끝에 놓였다. 스피커폰 펌웨어는 소리가 커질수록 LED 링을 어둡게 해, 기판에 설계해 둔 전류 한도를 넘지 않게 했다.

Claude는 제조 적합성(DFM) 검사와 부품 재고 확인도 직접 돌려 결과를 고쳐야 할 문제와 무시해도 되는 경고로 나눴다. 허브 기판에서는 솔더 마스크 조각 6개가 너무 얇아 제조가 어렵다는 경고가 나왔고, 부품을 옮기지 않고 마스크 개구부를 넓혀 해결했다. 두 접지 사이 연결이 오류로 표시됐을 때는 의도한 연결이라 성능에 영향이 없다고 판단해 경고를 무시했다. Diode는 세 기판을 Claude의 설계 파일 그대로 제조했고 수정 요청을 주고받지 않았다. Diode 팀은 이런 과정이 필요 없었던 점에 놀랐다고 Anthropic에 말했다.

한계와 다음 계획

세 기기는 모두 시제품이다. 전기적 검증, 안테나 튜닝, 열 시험, 인증을 거치지 않았고 양산용으로 설계되지도 않았다. 계속 쓸 때 얼마나 버틸지, 상업 인증을 통과할지도 아직 알 수 없다고 Anthropic은 밝혔다. Claude는 시험 장비나 기판 제조·조립 장비에 연결되지 않아, Diode 엔지니어가 시제품을 직접 만들고 시험했다. Anthropic은 Diode와 상업적 관계가 있다고 각주에 밝혔다.

Anthropic은 OpenAI가 최근 자사 모델로 휴대용 기기를 설계한 사례를 글로 소개했다고 언급했다. 다음 단계로는 더 조밀하고 빠르며 복잡한 기판을 설계할 수 있는지, 시뮬레이션으로 검증할 수 있는지, 완성된 기기에서 측정한 값을 학습에 쓸 수 있는지를 살펴볼 계획이다.