마라톤 풀코스 세계 최초 완주한 4족 보행 로봇, 국내서 나왔다

4족 보행 로봇 중 최초로 마라톤 풀코스를 완주한 '라이보2'. [사진=KAIST]

4족 보행 로봇이 세계 최초로 마라톤 풀코스(42.195km)를 완주한 사례가 국내에서 나왔다.

한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 황보제민 교수 연구팀이 개발한 4족 보행 로봇 '라이보2'가 17일 경북 상주에서 열린 '제22회 상주 곶감 마라톤대회'에 참가해 4시간 19분 52초의 기록으로 완주했다고 밝혔다.

상주 곶감 마라톤은 14km 지점과 28km 지점에 고도 50m 수준의 언덕이 2회 반복되는 코스로, 아마추어 마라토너들에게도 난이도가 높은 편이다.

연구팀은 황보 교수가 자체 개발한 '라이심(Raisim)' 시뮬레이션 환경에서 경사, 계단, 빙판길 등 다양한 환경을 구축해 안정적인 보행이 가능하도록 강화학습 알고리즘을 통해 보행 제어기를 개발했다. 특히 힘 투명성이 높은 관절 메커니즘을 통해 내리막길에서 에너지를 높은 효율로 충전, 급격한 언덕을 오르는 데 사용한 에너지를 일부 흡수했다.

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라이온로보틱스와의 공동 개발을 통해 로봇의 안정성을 높이는 데도 주력했다. 라이온로보틱스는 황보 교수 연구실에서 창업한 스타트업이다. 라이보2에는 라이온로보틱스의 제조 기술이 적용돼, 지면 접촉 시 발생하는 충격으로 인한 주기적인 진동을 견디는 데 기여했다. 이번 완주는 4시간여에 걸친 마라톤 경기 동안 이 같은 진동을 견뎌냈다는 점에서 더욱 의미가 크다는 평가다.

황보 교수 연구진은 기구 설계, 전장 설계, 소프트웨어, 인공지능까지 모든 영역을 자체 개발해 복합적으로 문제를 해결할 수 있었던 점을 효율 향상의 핵심 요인으로 꼽았다. 연구진은 특히 모터 드라이버 회로를 내재화하며 구동기 손실을 최소화하고 제어 대역폭을 높여 보행 효율과 안정성을 크게 높였다.

이충인 공동 제1저자(박사과정)는 "마라톤 프로젝트를 통해 도심 환경에서 라이보2가 안정적으로 배달, 순찰 등의 서비스를 수행할 수 있는 보행 성능을 갖췄음을 보였다"며 "후속 연구로는 라이보의 자율주행 기능을 추가하면서 산악, 재난환경에서도 세계 최고 보행 성능을 달성하기 위해 노력할 것"이라고 말했다.