사람도 어려운 '문워크' 해낸 휴머노이드 로봇

박해원 KAIST 휴머노이드로봇연구센터 교수

전설적인 아티스트 마이클 잭슨의 상징적인 안무 '문워크'는 앞으로 걸어가는 것처럼 다리를 움직이지만 실제로는 뒤로 이동하는 고난도 동작이다. 국내 연구팀이 문워크, 오리걸음 등 복잡한 움직임을 구현할 수 있는 사람과 비슷한 체격의 휴머노이드 하체를 개발했다.

KAIST는 박해원 기계공학과 휴머노이드로봇연구센터(휴보랩) 교수팀이 차세대 휴머노이드 하체 플랫폼을 독자 개발했다고 19일 밝혔다. 연구팀은 키 165cm, 체중 75kg으로 인간의 체격과 유사한 휴머노이드 개발이 목표다. 

달리고 있는 KAIST 휴머노이드 하체 플랫폼. KAIST 제공

연구팀은 모터부터 감속기 등 모든 핵심 부품을 연구팀이 직접 설계하고 제작했다. 또 가상 환경 내에서 자체 개발한 강화학습 알고리즘을 통해 인공지능(AI) 제어기를 훈련했다. 시뮬레이션과 실제 환경 사이의 격차를 극복해 하드웨어뿐 아니라 소프트웨어 측면에서도 기술적 독립성을 확보했다는 평가다.

개발된 휴머노이드는 평지에서 최대 시속 약 12km 속도로 주행할 수 있다. 30cm 이상의 턱도 오르내릴 수 있다. 이동속도를 시속 14km, 40cm 이상 단차를 극복하고 사다리까지 등반할 수 있도록 성능을 고도화하는 것이 목표다.

KAIST 휴머노이드 하체 플랫폼. KAIST 제공

박 교수팀은 황보제민 KAIST 기계공학과 교수팀(팔), 김상배 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수팀(손), 명현 KAIST 전기및전자공학부 교수팀(측위와 내비게이션), 임재환 김재철AI대학원 교수팀(시각 기반 조작 지능)과 협력해 AI가 탑재된 '완전한 휴머노이드' 구현을 추진하고 있다.

휴머노이드 로봇이 완성되면 무거운 물체 옮기기, 밸브·문고리 조작, 카트 밀기, 사다리 오르기 등 복합적인 작업을 수행하며 산업 현장의 요구에 대응할 것으로 기대된다.

연구팀은 연구 중간 결과물인 '호핑(hopping) 로봇'도 제작했다. 다리 하나로 점프하며 균형을 유지하고 360도 공중제비 등 고난도 동작도 가능하다. 참고할 만한 실제 생물 모델이 없는 상황에서 최적화와 강화학습으로 착지 충격을 줄이는 AI 제어기를 구현했다는 점이 의미 있는 성과다. 

연구 중간 결과물인 '호핑(hopping) 로봇'. 다리 하나로 점프하며 균형을 유지하고 360도 공중제비 등 고난도 동작도 가능하다. KAIST 제공

박 교수는 "핵심 부품부터 인공지능 제어기까지 자체 기술로 확보함으로써 하드웨어와 소프트웨어 양 측면에서 휴머노이드 연구의 독립성을 달성한 중요한 이정표"라며 "상체까지 포함된 완전한 형태의 휴머노이드로 발전시켜 실제 산업 현장의 복잡한 요구를 해결하고 사람과 함께 일할 수 있는 차세대 로봇으로 성장시키겠다"고 밝혔다.

하드웨어 연구성과는 10월 1일 열리는 국제 휴머노이드 로봇 학회인 '휴머노이드(Humanoids) 2025'에서, 알고리즘 연구성과는 9월 29일 열리는 로봇지능 학회 'CoRL 2025'에서 발표된다.

<참고 자료>
- doi.org/10.48550/arXiv.2505.12222 (휴머노이드 하체)
- doi.org/10.48550/arXiv.2505.12231 (호핑 로봇)

KAIST 휴머노이드와 연구진. 뒷줄 가운데부터 시계방향으로 박해원 교수, 강동윤 박사과정생, 김하준 박사과정생, 최종훈 박사과정생, 김민수 연구교수. KAIST 제공

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]