RocketSmith: 에이전트 기반 파라메트릭 적층제조로 구현한 고출력 로켓 개발

RocketSmith는 LLM을 설계 오케스트레이터로 활용해 시뮬레이션·CAD·슬라이서 툴을 연계하여 DFAM 파이프라인을 자동화한 사례이다. 이 시스템은 설계-검증-제조의 반복 루프에서 인간의 반복 작업을 줄이고 수치 검증 가능한 툴에 책임을 위임함으로써 설계 정확도를 확보했다. 실제 제작과 발사시험에서 두 기를 재비행 가능한 상태로 회수하고 시뮬레이션 대비 약 80~84%의 고도 일치도를 보여 시뮬레이션과 실험의 연결 가능성을 입증했다.

로켓 설계의 핵심 문제는 연속된 도구들 사이에서 파라미터와 수치가 일관되게 전달되지 않으면 치수 오차가 누적되어 비행 불안정이나 회수 실패로 이어진다는 점이다. 기존의 LLM 기반 텍스트-투-모델 접근은 기하학적 정밀도와 수치적 검증 신호가 부족하여 치수 오류가 축적되는 한계가 있었다. 또한 긴 설계-제조 컨텍스트를 하나의 모델 창에 담으면 컨텍스트 윈도우 한계와 의미적 오염이 발생한다.

RocketSmith는 LLM을 오케스트레이터로 두고 OpenRocket, build123d, PrusaSlicer 세 가지 결정적 도구를 워크플로에 연결했다. 사용자는 자연어 제약을 입력하면 LLM이 subagent와 skill을 호출해 OpenRocket에서 구성 요소 트리를 수립하고 그 치수를 기반으로 build123d 스크립트를 생성하며 STEP 파일을 출력하도록 지시한다. 생성된 STEP 파일은 PrusaSlicer로 슬라이스되어 예측 무게와 툴패스를 산출하고 이 무게 데이터가 OpenRocket의 질량 오버라이드로 환류되어 안정성 계산과 궤적 시뮬레이션을 갱신한다.

실험에서는 네 기의 고출력 로켓을 출력·조립·발사해 실현 가능성을 검증했다. High Power 1과 High Power 4는 계측을 통해 각각 측정 고도가 예측치의 약 80%와 84%를 기록했으며 두 기는 안정적인 발사를 달성했다. 이 중 두 기는 회수 후 재비행 가능한 상태로 판정되었고 다른 두 기는 회수 실패 또는 구조적 손상으로 재비행 불가 판정을 받았다.

시스템 아키텍처는 메인 에이전트(rocketsmith)와 도메인별 서브에이전트(openrocket, cadsmith, prusaslicer, manufacturing, gui)가 협업하는 형태로 구성되었다. 각 서브에이전트는 자체 시스템 프롬프트와 컨텍스트 창을 보유해 부모 컨텍스트 오염을 방지하며 필요한 경우 결과 요약을 부모에 반환한다. 도구 호출은 MCP(Model Context Protocol) 규약을 따르며 각 호출은 입력 스키마와 출력 스키마를 명시해 스키마 불일치 오류를 줄였다.

연구에서는 여전히 수작업 개입이 포함되어 있어 완전 무인 흐름으로 전환되지는 않았다. 특히 STEP 파일의 슬라이싱과 실제 출력 설정은 연구진의 수동 조정으로 수행되어 자동화 파이프라인의 일부 단계가 인간의 판단에 의존했다. ABS로 출력한 부품에서 균열과 같은 제조 결함이 관찰되어 소재·온도 제어와 빌드 챔버 관리가 추가 개선이 필요한 한계로 확인되었다.