KAIST 기계공학과의 황보제민(아랫줄 맨 오른쪽) 교수 연구팀과 4족 보행 로봇 ‘라이보’

KAIST 기계공학과의 황보제민 교수 연구팀이 개발한 4족 보행 로봇 ‘라이보’가 세계 최초로 마라톤 풀코스(42.195㎞) 완주에 도전한다.

15일 KAIST에 따르면 기존 4족 보행 로봇의 최장 주행거리가 20㎞에 그쳤던 것과 비교하면 두 배가 넘는 거리다. 연구팀은 1회 충전으로 43㎞ 연속 보행이 가능한 로봇을 개발, 교내 대운동장에서 저장된 GPS 경로를 따라 보행하는 방식으로 4시간40분에 걸쳐 완주하는 데 성공했다.

그동안 보행 로봇의 주행거리는 대부분 실험실 내 통제된 환경에서 측정되거나 이론상의 수치에 그쳐왔다. 이번 도전은 실제 도심 환경에서 일반인들과 함께 달리며 기록을 측정한다는 점에서 의미가 크다. 사족보행 로봇의 실용화 가능성을 실제 환경에서 검증하는 첫 시도가 될 전망이다.

4족 보행 로봇은 얼음, 모래, 산악 지형 등 험지에서도 안정적인 보행이 가능하다는 장점이 있지만, 짧은 주행거리와 운용 시간이 한계로 지적되어 왔다. 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 로봇의 구동기부터 기계적 메커니즘까지 모든 것을 자체적으로 설계했다. 특히 자체 개발한 동역학 시뮬레이터 ‘라이심(Raisim)’을 통해 강화학습 기반의 효율적인 보행 제어 기술을 구현했다.

이번이 연구팀의 두 번째 도전이다. 지난 9월 ‘2024 금산인삼축제 마라톤’에서 첫 도전을 했으나 37㎞ 지점에서 배터리 방전으로 완주에 실패했다. 실험실 예상보다 10㎞ 일찍 배터리가 소진된 것이다.

연구진은 실제 마라톤 코스에서 다른 주자들과 어울려 달리다 보니 일정한 속도를 유지하지 못하고 잦은 가감속이 발생한 점을 원인으로 분석했다.

이후 연구팀은 완주를 위한 기술적 보완에 주력했다. PC에서 수행하던 관절 강성 제어를 모터 구동기에 직접 구현해 제어 효율을 높였고, 내부 구조를 개선해 배터리 용량도 33% 늘렸다. 이러한 개선으로 현재 직선 구간 기준 최대 67㎞ 주행이 가능해졌다.

구본혁 기자