KAIST, 차세대 휴머노이드 로봇 '하체 플랫폼' 독자 개발

KAIST는 기계공학과 휴머노이드로봇연구센터(휴보랩)의 박해원 교수 연구팀이 차세대 휴머노이드 로봇의 하체 플랫폼을 독자 개발했다고 19일 밝혔다.

휴머노이드는 사람과 유사한 신장(165㎝)과 체중(75㎏)으로 인간 중심의 환경에 맞춰 설계된 것이 특징이다.

연구팀이 '하체 플랫폼'의 달리기 시험을 진행하고 있다. KAIST 제공

연구팀이 개발한 하체 플랫폼은 모터, 감속기, 모터 드라이버 등 모든 핵심 부품을 직접 설계·제작해 의미를 더한다. 휴머노이드 로봇의 성능을 좌우하는 주요 부품을 자체 기술로 확보함으로써 하드웨어 측면에서 기술적 독립성을 달성했다는 점에서다.

연구팀은 가상환경에서 자체 개발한 강화 학습 알고리즘을 적용해 인공지능(AI) 제어기를 훈련하고 시뮬레이션-현실 간 격차(Sim-to-Real Gap)를 극복해 실제 환경에도 성공적으로 적용했다. 이는 하드웨어 뿐 아니라 알고리즘 측면에서도 기술적 독립성을 확보한 것을 의미한다.

현재까지 개발된 휴머노이드는 평지에서 최대 3.25m/s(시속 12㎞)의 속도로 이동할 수 있고 30㎝ 이상의 단차 극복 능력(얼마나 높은 턱이나 계단, 장애물 같은 높이 차이를 오르내릴 수 있는지를 나타내는 성능 지표)을 갖췄다.

연구팀은 나아가 휴머노이드의 이동 속도를 4.0m/s(시속 14㎞)로 높이고 사다리 등반과 40㎝ 이상으로 단차 극복 능력을 향상시키는 것을 목표로 삼아 로봇 하체 플랫폼 성능을 고도화할 계획이다.

박해원 교수 연구팀 구성원. KAIST 제공

여기에 더해 연구팀은 KAIST 기계공학과 황보제민 교수팀(팔), MIT 김상배 교수팀(손), KAIST 전기 및 전자공학부 명현 교수팀(측위 및 내비게이션), KAIST 김재철 AI대학원 임재환 교수팀(시각 기반 조작 지능)과 협력해 상체를 더한 휴머노이드 완전체의 하드웨어와 인공지능(AI) 구현을 추진하고 있다.

이를 통해 로봇이 무거운 물체를 운반하거나 밸브·크랭크·문고리 조작, 보행과 조작이 동시에 요구되는 카트 밀기·사다리 오르기 등 복합 작업이 가능한 기술을 개발해 실제 산업 현장의 복잡다단한 요구를 충족할 수 있는 신체 능력을 확보한다는 게 연구팀의 목표다.

박 교수는 "이번 연구는 로봇 하체 플랫폼의 핵심 부품부터 AI 제어기까지 자체 기술로 확보해 휴머노이드 연구의 하드웨어와 소프트웨어 모두에서 독립성을 달성했다는 점에서 중요한 의미를 갖는다"며 "연구팀은 향후 상체가 더해진 휴머노이드 완전체를 구현, 산업현장에서 사람과 함께 일할 수 있는 차세대 로봇을 완성하기 위해 노력하겠다"고 말했다.

한편 이번 연구에는 기계공학과 박사과정 최종훈 학생이 제1 저자로 참여했다. 연구 성과는 내달 1일 열릴 국제 휴머노이드 로봇 전문 학회 'Humanoids 2025'에서 공유될 예정이다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr