▲ KAIST 사족보행로봇 라이보2가 2024년 상주 곶감 마라톤대회 풀코스 결승선을 통과하고 있다. 연구진이 로봇과 함께 완주를 축하하고 있다
사람에게도 벅찬 마라톤 풀코스 42.195㎞를 사족보행로봇이 배터리 충전이나 교체 없이 달렸다. 4시간 19분 52초의 완주 기록은 시연에 그치지 않고, 장시간 산업 현장 운용의 설계 원리를 뒷받침하는 실측 데이터로 남았다.
KAIST 기계공학과 황보제민 교수 연구팀의 사족보행로봇 '라이보2' 장거리 주행 기술이 국제학술지 네이처에 23일(현지시간) 게재됐다. 국내에서 수행한 로봇 연구가 네이처 본지에 실린 첫 사례다.
라이보2는 2024년 11월 상주 곶감 마라톤대회에서 실제 참가자로 등록해 풀코스를 완주했다. 사족보행로봇의 실제 마라톤 풀코스 완주는 세계 처음이다.
▲ 라이보2의 보행 제어기 학습 네트워크와 다양한 지형을 반영한 가상 학습 환경을 나타낸 연구그림
연구진은 달리기 속도나 장애물 극복 능력에 머물지 않고, 장거리 운용의 핵심인 에너지 효율과 발열, 배터리, 구동장치 안정성을 함께 분석했다. 기계 구조와 전기 장치, 보행 제어를 하나의 체계로 설계해 보행 성능을 유지하면서 에너지 손실을 줄였다.
주행 중에는 전압·전류·온도·배터리 상태를 실시간으로 기록하고 GPS 위치·속도·고도 정보와 동기화했다. 4시간 넘는 실제 환경 데이터를 통해 로봇 전체를 어떻게 설계해야 장거리 주행 성능을 유지할 수 있는지 과학적 근거를 마련한 것이다.
연구진은 교원창업기업 라이온로보틱스와 함께 성과를 산업 현장용 제품으로 확장하고 있다. 여러 대의 로봇에서 같은 성능을 구현하고 방수·방진, 충격·진동, 전자파 적합성 등 현장 신뢰성을 갖추는 양산 기술이 다음 과제다.
황보제민 교수는 "높은 운동 성능과 에너지 효율을 동시에 얻는 설계 원리를 실제 마라톤 데이터로 입증했다"며 연구용 성능을 안정적인 산업용 제품으로 연결하겠다는 목표를 제시했다. /대전=이한영기자
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