美 MIT도 꺾었다...KAIST, 사족 자율보행로봇 경진대회서 우승

명현 교수팀이 결승전을 치르고 있다. KAIST 제공.

국내 연구진이 개발한 네 발로 걷는 자율 보행로봇이 국제 무대에서 미국 매사추세츠공과대(MIT), 카네기멜론대(CMU) 등을 압도적으로 제치고 1위를 차지했다. 

KAIST는 명현 전기및전자공학부 교수 연구팀이 지난달 29일부터 이달 2일까지 영국 런던에서 열린 로봇 분야 최대 규모 학술대회인 ‘2023 국제로봇 및 자동화 학술대회’가 주최한 ‘사족로봇 자율보행 경진대회’에서 우승을 거뒀다고 6일 밝혔다. 

경진대회에는 한국과 미국, 홍콩, 이탈리아, 프랑스 등 총 11개 팀이 참여했따. 최종 6개 팀이 참여한 결승전에서 KAIST 팀은 총점 246점을 얻어 60점을 획득한 MIT보다 4배 이상 높은 점수를 받으며 우승했다. 

KAIST 팀은 소형 사족보행 로봇을 사용해 가장 빠르게 움직이며 가장 높은 점수를 얻었다. 결승전에서 원격 수동 조작을 위주로 한 팀들이 평균 49분의 완주 시간을 기록한 반면 KAIST 팀은 자율 보행 위주로 41분 52초만에 완주했다. 

로봇은 가시 거리를 벗어나면 통신을 통해 조종해야 한다. 하지만 통신 지연이나 두절로 센서 정보를 얻지 못하는 경우가 생기고 이럴 경우 제어가 어렵다. 이같은 문제를 극복하는 기술이 자율보행 기술이다. 자율주행차처럼 로봇의 위치와 주변 환경을 추정하는 기술과 이동 경로를 계획적으로 수립하는 기술이 필요하다. 

KAIST 팀은 카메라, 3차원 라이다 센서, 관성 센서, 관절 센서에서 얻은 정보를 모두 융합해 사용하는 방식을 활용했다. 미니컴퓨터 하나로 주변 환경 인지와 경로 계획까지 실시간으로 진행될 수 있도록 효율적인 시스템을 구축했다. 

여기에 별도의 시각이나 촉각 센서 도움 없이 계단도 오를 수 있는 보행로봇 제어기 ‘드림워크’를 장착했다. 드림워크가 적용된 로봇은 극복할 수 있는 최대 단차와 로봇 크기를 고려해 경로를 계획하고 로봇이 넘어지는 상황을 최소화한다. 보행중 넘어질 때도 자동으로 다시 일어나 임무를 수행할 수 있도록 강화학습 기반 재회복 기술도 자체 개발해 적용했다. 

명현 교수는 “보행로봇 제어기 드림워크와 로봇 주변 환경을 인지하고 적절한 경로를 찾는 기술 모두 연구팀이 독자 개발했다”며 “국내 로봇 산업 경쟁력을 높이는 데 이바지할 것”이라고 밝혔다. 

[김민수 기자 reborn@donga.com]