로봇이 마라톤도 완주한다…KAIST, 라이보2 42.195㎞ 도전[사이언스포커스]

한국과학기술원(KAIST) 4족 보행 로봇 '라이보'가 세계 최초로 마라톤 풀코스 완주에 도전한다.

KAIST는 황보제민 기계공학과 교수팀이 새롭게 개발한 사족보행 로봇 '라이보 2'가 17일 오전 9시 상주시민운동장에서 열리는 2024 상주곶감마라톤 풀코스(42.195㎞) 완주에 도전한다고 15일 밝혔다. 라이보2는 초당 약 6m를 달릴 수 있으며, 8시간 연속 보행도 가능하다. 주행 시간으로는 세계에서 가장 길며, 2위 기록보다 2배 이상 길다.

라이보2가 거리 42.195㎞를 달리는 풀코스 종목에 출전해 완주에 성공하게 되면 기존 사족보행 로봇 최장 주행거리가 20㎞를 두 배 넘게 돌파하게 된다. 연구진은 이미 4시간 30분간 보행을 완주한 경험이 있는 만큼 완주에 자신감을 내비치고 있다.

연구진은 이번 도전으로 라이보2가 잘 닦여진 포장도로뿐 아니라 실제 도심 환경에서 주행 능력을 보여줄 것이라고 기대하고 있다. 사족보행 로봇의 실용화 가능성을 실제 환경에서 검증하는 첫 시도다.



이미 연구진은 1회 충전으로 43㎞ 연속 보행이 가능한 로봇을 개발, 교내 대운동장에서 저장된 GPS 경로를 따라 보행하는 식으로 4시간 40분에 걸쳐 완주에 성공했다. 나아가 연구팀은 이번 마라톤 참여로 실제 도심 환경 속에서 보행 성능을 입증할 수 있을 것으로 보고 있다.

사족보행 로봇은 얼음, 모래, 산악 지형 같은 험지에서도 안정적인 보행이 가능하다는 장점을 가지고 있어 재난 구조, 탐사 분야에서 주목 받고 있다. 다만 주행거리와 운용 시간이 짧다는 점은 한계로 지적 받아 왔다. 연구진은 이 같은 한계를 극복하기 위해 로봇의 구동기부터 기계적 움직임까지 모두 자체적으로 설계했다. 특히 동역학 시뮬레이터 ‘라이심(Raisim)’을 자체개발해 강화학습 기반의 효율적인 보행 제어 기술을 구현했다. 이후에는 보행 능력을 높이기 위해 1년여 간 데이터를 수집하고 모델을 보완했다.



라이보2의 마라톤 도전은 이번이 두 번째다. 지난 9월 '금산인삼축제 마라톤대회'에서 첫 도전을 했으나 37㎞ 지점에서 배터리 방전으로 완주에 실패했다. 연구진은 실제 마라톤 코스에서 다른 주자들과 어울려 달리다 보니 일정 속도를 유지하지 못하고 잦은 가감속이 발생한 것을 원인으로 분석했다. 이후 기술 보완에 주력, PC에서 수행하던 관절 강성 제어를 모터 구동기에 직접 구현해 제어 효율을 높였고 내부 구조를 개선해 배터리 용량도 33% 늘렸다. 이런 개선으로 직선 구간 기준 최대 67㎞ 주행이 가능해졌다.

이번 연구를 이끈 이충인 박사과정 연구원은 “보행 손실을 기구, 전장, 보행 방법 측면에서 종합적으로 분석한 것이 효율 개선에 중요하게 작용했다”며 “사족보행 로봇의 운용 범위를 도시 범위로 확대하는데 중요한 기점이 될 것”이라고 강조했다. 한편 이번 연구는 삼성전자 미래기술 육성센터와 라이온 로보틱스 지원을 받아 수행됐다.