Anthropic은 Diode Computers와 함께 클로드가 실제 전자기기를 설계하고 시제품으로 구현할 수 있는지 살펴봤다. 약 1년 전에는 칩의 데이터시트를 읽고 필요한 부품을 찾는 기초 작업을 시험했지만, 당시 모델은 회로 기판 배치와 부품 간 호환성에서 어려움을 겪었다. 이번에는 스피커폰, 음성 비서 허브, 손에 쥐는 가상 반려동물 기기를 설계하도록 했다. 그 결과 클로드는 최소한의 지시로 설계안을 만들고, 사람이 회로를 수정하지 않은 상태로 작동하는 시제품 제작을 이끌었다.
설계부터 조립 지시까지 이어진 작업
스피커폰 설계 요청은 USB-C로 컴퓨터에 연결하고 마이크와 스피커, 블루투스, PCB 안테나를 갖춘 작은 원형 기기를 만드는 것이었다. 클로드는 사양과 회로도, 부품 배치, 구리 배선, 3D 프린팅 케이스, 펌웨어, 부품 목록을 차례로 준비했다. Diode는 클로드의 지시에 따라 기판을 조립하고 펌웨어를 실행했으며, 스피커폰 시제품은 몇 주 동안 사용한 뒤에도 작동했다. 음성 비서 허브와 가상 반려동물도 작동 상태를 유지하고 있지만, 초기 시제품인 만큼 장기간 사용이나 상용 인증을 통과할지는 아직 알 수 없다.
기판 배선과 공간 배치의 개선
Anthropic이 특히 달라졌다고 설명한 부분은 기하학적 추론이다. 이전 모델은 칩을 보조하는 부품을 너무 멀리 배치하거나 커넥터 방향을 잘못 잡는 일이 있었지만, 클로드 Fable 5.2는 더 실용적이고 조밀한 배치를 만들었다. 음성 비서 허브에서는 USB와 이더넷처럼 신호 속도와 배선 간격이 중요한 연결부터 처리했다. 신호가 동시에 도착하도록 구리 선의 길이를 맞추고, 전원부 부품도 효율을 고려해 배열했다.
성능은 두 벤치마크에서 수치로 비교됐다. Diode의 내부 평가인 PCB Gym은 배치가 지워진 기판에서 부품을 놓고 연결을 다시 배선하는 능력을 측정한다. Fable 5.2는 이 평가에서 69%를 얻어 Fable 5의 25%보다 높았다. 공개 평가인 BenchCAD 2.1에서는 엔지니어링 도면과 렌더링 이미지로부터 3D 부품, 조립품, 기판을 재구성하는 능력을 평가했으며, Fable 5.2는 83.5%를 기록했다. 이는 이전 버전인 Claude Fable 5.1의 점수에 거의 두 배에 해당한다.
막힌 설계를 스스로 다시 고치다
이전 모델은 연결을 끝까지 배선할 수 없는 배치를 만들고도 스스로 고치는 경우가 드물었다. Diode는 과거 모델로 설계한 기판 가운데 95%까지 완성했지만 실제로는 쓸 수 없었던 사례를 여러 번 겪었다고 설명했다. 반면 클로드는 스피커폰 기판에서 터치 조작부 아래 배선이 서로 교차하지 않도록 두 칩의 신호를 다른 핀에 할당했다. 기판 뒷면이 복잡해지자 연결 가능한 핀의 신호를 바꾸고 한쪽 구역을 다시 배치했다.
음성 비서 허브를 설계할 때는 배선이 너무 얽혀 눈으로 추적하기 어렵다고 판단해 연결을 지우고 새로 그리는 작업을 수십 차례 반복했다. 기판 설계 프로그램 KiCad의 기본 배선 도구는 클로드가 지정한 두 점 사이를 한 선씩 연결하는 방식이었다. 100핀 커넥터에서 뻗는 긴 배선을 하나씩 처리하기에는 안내가 많이 필요하다고 보고, 클로드는 격자 안에서 경로를 찾는 자체 라우터를 작성했다. 약 30분 만에 긴 배선 하나를 약 1초에 처리할 수 있게 만들었고, 오디오 클록 선이 이더넷 선에 너무 가까워지자 민감한 신호 주변에 여유 공간을 두도록 알고리즘도 조정했다.
부품 문서와 기구 설계까지 연결
부품 선택이나 작동 여부가 특정 부품의 성능에 달리면 클로드는 제조사의 데이터시트를 확인했다. 가상 반려동물 기기가 배터리 없이 작동하는지 질문받았을 때는 충전기 데이터시트를 읽고 USB 전원으로 동작할 수 있다고 답했다. 다만 배터리 대신 작은 커패시터를 충전기가 계속 충전하게 되므로 충전 표시등이 깜박일 것으로 예상했다.
기판과 케이스가 실제로 맞는지도 3D 모델로 확인했다. 스피커폰 기판은 음소거 스위치가 케이스 안쪽 벽에 걸려 수직으로 넣을 수 없었고, 클로드는 약 25도 기울여 설치하면 맞는다는 점을 검증해 조립 지침에 반영했다. 음성 비서 허브의 마이크 구멍은 길이가 25mm일 경우 약 3.4kHz에서 공명할 것으로 계산했다. 음성 대역에 걸리는 점을 고려해 뒤쪽이 높고 앞쪽이 낮은 쐐기형 케이스를 설계했고, 구멍 길이를 약 10mm로 줄여 공명 주파수를 약 8.9kHz로 높였다. 스피커폰 펌웨어는 소리가 커질수록 LED 밝기를 낮춰 기판에 설정한 전류 한도를 지키도록 했다.
제조 가능성을 확인한 시제품, 남은 검증
전자기기는 설계가 작동하는 것뿐 아니라 공장에서 만들 수 있어야 한다. 클로드는 기판 형상이 공장의 제조 한계에 맞는지 확인하는 DFM 검사와 부품 재고 확인을 수행하고, 수정할 문제와 무시할 수 있는 경고를 구분했다. 음성 비서 허브 검사에서는 제조하기 어려울 만큼 얇은 솔더 마스크 틈 여섯 곳을 발견해 부품을 옮기지 않고 개구부를 넓혀 해결했다. 의도된 접지 연결은 자동 검사기가 오류로 표시했지만, 성능에 영향을 주지 않는다고 판단해 그대로 두었다. Diode는 세 기판 모두를 설계 파일 그대로 제조했으며, 수정 요청을 주고받지 않아도 됐다고 전했다.
다만 세 기기는 전기적 검증, 안테나 조정, 열 테스트, 인증을 거치지 않았고 양산용으로 설계되지 않았다. 클로드가 측정 장비나 기판 제조·조립 장비에 직접 연결된 것도 아니어서, Diode 엔지니어가 시제품을 실제로 만들고 시험했다. Anthropic은 앞으로 더 조밀하고 빠르며 복잡한 기판을 설계하고, 시뮬레이션과 완성 기기의 측정 결과를 활용하는 방법을 살펴볼 계획이다.
정리
이번 협업은 클로드가 회로도 작성에 그치지 않고 기판 배선, 케이스 설계, 펌웨어, 제조성 검토를 연결해 작동 시제품을 만드는 과정을 보여줬다. 특히 배선이 막힐 때 설계를 다시 짜고, 기판과 케이스의 간섭이나 제조 경고를 구체적으로 처리한 점이 핵심이다. 벤치마크 점수도 이전 모델보다 높아졌지만, 현재 결과는 인증과 장기 사용 검증을 마친 상용 제품의 성능을 뜻하지 않는다.