사족보행 로봇 '라이보2' 마라톤 풀코스 도전… KAIST 개발

황보제민 교수팀, 17일 상주곶감마라톤서 42.195㎞ 완주 도전
직선 구간 최대 67㎞ 주행 능력 갖춰, 도심 속 재난 로봇 실용화

[대전=뉴시스] KAIST서 개발한 '라이보2'의 주행 모습.(사진=KAIST 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 개발한 '4족보행 로봇'이 마라톤 풀코스 완주에 도전한다.

한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 황보제민 교수팀이 개발한 사족보행 로봇 '라이보 2'가 17일 오전 9시 상주시민운동장에서 열리는 2024 상주곶감마라톤에 참가해 풀코스(42.195㎞) 완주에 도전한다고 15일 밝혔다. 완주하면 세계 최초 성공사례다.

기존 사족보행 로봇의 최장 주행거리가 20㎞에 그쳤던 것과 비교하면 두 배가 넘는 거리다. KAIST 연구진은 1회 충전으로 43㎞ 연속 보행이 가능한 로봇을 개발해 교내 대운동장에 저장된 GPS 경로를 따라 보행하는 방식으로 4시간 40분에 걸쳐 완주하는데 성공했다.

이번에 연구팀은 마라톤에 참여해 실제 도심환경 속에서의 보행 성능을 입증할 예정이다.

그동안 보행로봇의 주행거리는 대부분 실험실 내 통제된 환경에서 측정되거나 이론상의 수치에 그쳐왔다. 마라톤 풀코스 완주는 사족보행 로봇의 실용화 가능성을 실제 환경에서 검증하는 첫 시도다.

사족보행 로봇은 얼음, 모래, 산악지형 등 험지에서도 안정적인 보행이 가능하다는 장점이 있지만 짧은 주행거리와 운용 시간이 한계로 지적되고 있다.

황보 교수팀은 기존 한계 극복을 위해 로봇의 구동기부터 기계적 메커니즘까지 새롭게 자체설계를 완료했다. 특히 동역학 시뮬레이터 '라이심(Raisim)' 개발을 통해 강화 학습 기반의 효율적인 보행 제어기술을 구현했다.

또 연구팀은 실제 야외환경에서의 보행데이터를 수집·분석해 보행 손실 모델을 수립하고 이를 시뮬레이션에 반영하는 방식으로 1년여간 보행 효율을 단계적으로 끌어올렸다.

이에 앞서 연구팀의 지난 9월 금산인삼축제 마라톤대회에서 첫 도전을 했으나 37㎞ 지점에서 배터리 방전으로 완주에 실패했다.

연구진팀 실제 마라톤 코스에서 다른 주자들과 어울려 달리다 보니 일정한 속도를 유지하지 못하고 잦은 가감속이 발생해 실험실 예상보다 10㎞ 일찍 배터리가 소진된 것으로 보고 있다.

이후 연구팀은 완주를 위한 기술적 보완에 주력해 PC에서 수행하던 관절 강성제어를 모터구동기에 직접 구현해 제어 효율을 높였고 내부구조도 개선, 배터리 용량을 33% 늘렸다. 이번 개선으로 현재 직선 구간 기준 최대 67㎞ 주행이 가능해졌다.

이충인 박사과정생은 "보행 손실을 기구, 전장, 보행 방법 측면에서 종합적으로 분석할 수 있었던 것이 보행 효율을 개선하는데 주요하게 작용했다"며 "이번 성과는 사족보행 로봇의 운용 범위를 도시로 확대하는 중요한 기점이 될 것"이라고 말했다.

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