세계 최초 마라톤 풀코스 완주 도전하는 4족 보행로봇 ‘라이보2’, 카이스트 연구팀 개발

카이스트(한국과학기술원·KAIST)가 개발한 4족 보행로봇이 마라톤 완주에 도전한다. 4족보행 로봇의 실용화 가능성을 실제 환경에서 검증하는 첫 시도이다.  

15일 카이스트에 따르면 기계공학과 황보제민 교수 연구팀이 개발한 ‘라이보2’가 17일 오전 9시 경북 상주시의 상주시민운동장에서 열리는 ‘2024 상주곶감마라톤’ 풀코스(42.195㎞)를 뛴다.  

카이스트 황보제민 교수 연구팀이 개발한 4족 보행로봇 ‘라이보2’가 카이스트 교내를 달리고 있다. 카이스트 제공

4족 보행로봇은 모래, 얼음, 산악 등 다양한 지형에서 보행할 수 있어 감시·정찰 등 업무가 가능하다. 그러나 몸통 무게를 지탱하기 위해 에너지를 사용하면서 바퀴 주행로봇 대비 주행 거리와 운용 시간이 짧다는 한계가 있다. 불연속적인 지면을 접촉하는 과정에서 에너지를 잃기 때문이다.

연구팀은 지난해 다양한 시뮬레이션을 적용한 환경에서 학습시켜 사전 정보 없이도 지반 종류에 따라 스스로 적응해 힘을 적게 손실하면서도 효율적으로 보행할 수 있는 보행로봇 ‘라이보’를 개발했다. 

이후 1년여 실제 야외 환경에서의 보행 데이터를 수집·분석한 뒤 보행 손실 모델을 수립, 다시 시뮬레이션에 반영하는 방식으로 보행 효율을 단계적으로 끌어올렸다.

카이스트 황보제민 교수 연구팀이 개발한 4족 보행로봇 ‘라이보2’가 카이스트 교내를 달리고 있다. 카이스트 제공

이번에 개발한 라이보2 버전은 한 번 충전으로 43㎞ 연속보행이 가능하다. 기존 라이보 최장 주행거리(20㎞)의 두 배를 넘는다.

연구팀은 교내 대운동장에서 저장된 위치정보시스템(GPS) 경로를 따라 보행하는 방식으로 4시간 40분에 걸쳐 완주하는 데 성공했다. 이번 마라톤을 통해 실제 도심 환경에서 보행 성능을 입증할 계획이다. 

이번 마라톤 도전은 두 번째다. 

지난 9월 금산인삼축제 마라톤 참여한 카이스트 연구팀과 라이보2. 카이스트 제공 

지난 9월 ‘금산인삼축제 마라톤대회’에서 첫 도전을 했으나 37㎞ 지점에서 배터리 방전으로 완주에 실패했다. 실제 마라톤 코스에서 다른 주자들과 어울려 달리다 보니 일정한 속도를 유지하지 못하고 잦은 가감속이 발생한 점이 원인으로 지목됐다.

연구팀은 완주를 위한 기술적 보완에 주력했다. PC에서 수행하던 관절 강성 제어를 모터 구동기에 직접 구현해 제어 효율을 높였고, 내부 구조를 개선해 배터리 용량도 33% 늘렸다. 라이보2는 현재 직선 구간 기준 최대 67km 주행이 가능하다. 

이충인 박사과정(공동 제1 저자)은 “기존 보행로봇의 주행거리 성능은 실험실 내 통제된 환경에서 측정되거나 이론상 수치에 그쳤다”며 “실제 도심 환경에서 일반인들과 함께 달리며 기록을 측정한다는 점에서 의미가 크다. 4족 보행로봇의 실용화 가능성을 검증하는 첫 시도가 될 것”이라고 말했다.

대전=강은선 기자 groove@segye.com