로봇이 보지 않고도 계단과 산을 돌아다닌다

KAIST, 사족보행 로봇 '드림워커' 개발
카메라·라이다센서 없이도 빠르게 걸어
화재·재난·탐사지역 투입에 활용 가능해

한국과학기술원(KAIST) 명현 교수팀이 개발한 사족보행 로봇 '드림워커'가 카메라나 라이다센서 없이도 계단을 쉽게 내려가고 있다. KAIST 제공

[파이낸셜뉴스] 카메라나 라이다 센서가 없음에도 연기가 가득해 앞이 보이지 않는 곳에서도 계단이나 울퉁불퉁한 바닥을 넘어지지 않고 걸을 수 있는 사족보행로봇이 개발됐다. 우리가 새벽에 깨 화장실을 갈때 깜깜한 상황에서도 넘어지지 않고 기억된 학습에 의해 걷는 것과 비슷한 원리다.

이 로봇은 화재나 재난지역에 투입시켜 사용할 수 있으며, 실외 대규모 탐사나 대공간 지도 작성 등에 활용될 수 있다.

한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 명현 교수팀이 다양한 환경에서도 '블라인드 보행'이 가능한 사족보행 로봇 '드림워커'를 개발했다고 29일 밝혔다.

연구진은 앞을 보지 않고도 블라인드 보행이 가능한 '드림워크'기술을 개발해 로봇에 탑재했다. 1시간 정도 인공지능(AI) 심층강화학습을 시키면 별도 시각센서나 촉각센서가 없이도 로봇 내부의 관성 센서와 관절 각도의 측정치를 활용해 빠르게 걸을 수 있다.

실제 이 로봇은 과속 방지턱이나 돌이나 바위가 있는 지형, 로봇 몸체의 3분의 2 정도 높이의 계단까지 넘어지지 않고 걸었다. 어떤 환경에서도 초속 0.3~1m의 다양한 속도로 걸어다녔다.

기존 보행 로봇 제어기는 기구학 또는 동역학 모델을 기반으로 한다. 이 모델 기반 제어 방식은 특히 야외 비정형 환경에서 안정적 보행을 하기 위해서는 모델의 특징 정보를 더욱 빠르게 얻을 수 있어야 한다. 이는 주변 환경의 인지 능력에 많이 의존해야 한다.

연구진이 개발한 심층 강화학습 기반의 제어기는 시뮬레이터로부터 얻은 다양한 환경의 데이터를 보행 로봇의 각 모터에 적절한 제어 명령을 빠르게 계산해 준다. 시뮬레이션에서 학습된 제어기가 실제 로봇에서 잘 작동하려면 별도의 튜닝 과정이 필요했다면, 연구진은 "이 제어기는 별도의 튜닝을 요구하지 않는다는 장점도 있어 다양한 보행 로봇에 쉽게 적용할 수 있다"고 설명했다.

한편, 연구진은 이번에 개발한 드림워커와 여기에 적용된 기술들을 로보틱스 분야의 세계 최고 권위 학회 'ICRA'에 채택돼 오는 5월 말 영국 런던에서 발표될 예정이다.
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