달리고 점프, 문워크까지…KAIST, 사람 같은 휴머노이드 개발

박해원 기계공학과 휴머노이드로봇연구센터(휴보랩) 교수

KAIST 휴머노이드와 연구진. (뒷줄 가운데부터) 시계방향으로 박해원 교수, 강동윤 박사과정, 김하준 박사과정, 최종훈 박사과정, 김민수 연구교수./KAIST

한국과학기술원(KAIST)은 휴머노이드로봇연구센터 연구진이 시속 12㎞로 달릴 수 있고, 눈을 감거나 울퉁불퉁한 길에서도 균형을 잃지 않는 휴머노이드(사람형) 로봇을 개발했다고 19일 밝혔다. 오리걸음, 문워크(Moonwalk) 같은 고난도 동작까지 구현해 향후 산업 현장에 투입될 전망이다.

박해원 KAIST 기계공학과 휴머노이드로봇연구센터(휴보랩) 교수 연구진은 키 165㎝, 몸무게 75㎏로 사람과 비슷한 크기의 하체 로봇 플랫폼을 인간 중심 환경에 맞춰 개발했다. 모터, 감속기, 모터 구동장치 등 로봇의 핵심 부품을 모두 직접 설계·제작해 주요 부품을 자체적으로 확보했다.

연구진은 가상환경에서 자체 개발한 강화학습 알고리즘으로 로봇 제어기를 훈련한 뒤, 이를 실험용 로봇에 그대로 적용했다. 시뮬레이션에서 학습한 내용을 실제 환경에서도 구현해낸 것이다. 현재 이 로봇은 평지에서 시속 약 12㎞로 달릴 수 있고, 30㎝ 높이 차이를 넘는 능력도 갖췄다. 연구팀은 앞으로 시속 14㎞ 주행, 사다리 오르기, 40㎝ 이상 단차 극복까지 성능을 끌어올릴 계획이다.

이번 휴머노이드는 국내외 연구진이 공동 개발했다. 황보제민 KAIST 교수는 팔, 김상배 미국 매사추세츠 공과대(MIT) 교수는 손을 맡았고, KAIST 명현 교수는 위치·이동, 임재환 교수sms 시각 기반 조작 지능을 개발했다. 박 교수는 이들과 함께 상체까지 갖춘 완전한 휴머노이드 개발을 진행하고 있다.

로봇이 완성되면 무거운 물체 운반이나 밸브·문고리 조작, 카트 밀기·사다리 오르기처럼 보행과 조작이 동시에 필요한 복합 작업을 수행할 수 있다고 연구진은 밝혔다. 연구진은 실제 산업 현장에서 사람과 함께 일할 수 있을 만큼 다양한 신체 능력을 갖추는 것을 목표로 하고 있다.

연구진은 이번 과정에서 한쪽 다리만으로 뛰고 균형을 유지하는 ‘홉핑(Hopping) 로봇’도 함께 개발했다. 이 로봇은 360도 공중제비 같은 극한 운동 능력까지 선보였다. 생물체처럼 참고할 모델이 없는 상황에서, 연구팀은 착지 충격을 줄이면서 속도를 유지하는 인공지능(AI) 제어기를 강화학습으로 구현했다.

강화학습은 강아지에게 특정 행동을 계속 설명하기보다 그 행동을 했을 때 칭찬이나 먹이 같은 보상을 주는 식의 훈련 방식이다. AI에게 일일이 지시하지 않고 시행착오를 거쳐 스스로 목표를 달성하는 방법을 터득하도록 한다.

박해원 교수는 “핵심 부품부터 인공지능 제어기까지 모두 자체 기술로 확보했다는 점에서 중요한 이정표”라며 “향후 상체까지 포함된 완전한 휴머노이드로 발전시켜 사람과 함께 일하는 차세대 로봇으로 키우겠다”고 말했다. 이번 성과는 10월 1일 국제 휴머노이드 로봇학회(Humanoids 2025)에서 발표될 예정이다.

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