카이스트 개발 '로봇 개', 세계 최초 마라톤 풀코스 완주…1회 충전으로 43km 보행

카이스트 개발 '로봇 개', 세계 최초 마라톤 풀코스 완주…1회 충전으로 43km 보행

AI포스트 2024-11-17 20:35:18 신고

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마라톤 주행 모습. (사진=카이스트)
마라톤 주행 모습. (사진=카이스트)

한국과학기술원(KAIST·카이스트) 연구진이 개발한 4족 보행 로봇 '라이보2'가 17일 열린 마라톤 대회에서 풀코스를 완주해 눈길을 끈다. 더 다양한 환경에서 보행 로봇이 활용될 전망이다. 

카이스트는 황보제민 기계공학과 교수와 로봇기업 라이온로보틱스 연구진이 함께 제작한 4족 보행 로봇 '라이보2'가 이날 오전 경북 상주시 상주시민운동장에서 열린 상주 곶감 마라톤 대회에 참가해 4시간 19분 52초 만에 풀코스(42.195km)를 완주하는 데 성공했다고 밝혔다. 

앞서 연구팀은 1회 충전으로 43km를 연속으로 보행할 수 있는 '라이보2'를 개발해 교내 운동장에서 테스트를 진행했다. 통제된 환경에서 측정됐기 때문에 실제 환경에서도 유사한 성능을 보일 수 있을지에 주목하는 이들이 많았다. 

가장 효율적인 보행속도인 3m/s로 보행 중인 라이보2의 보행 중 다리 자세 변화 과정. 발의 지면 접촉 속도를 줄여 충돌 에너지를 줄였으며 접촉 도중 몸의 자세 이동 시 미끄러짐을 최소화하며 운동에너지를 직선 구간으로 유지하며 이동할 수 있음. (사진=카이스트)
가장 효율적인 보행속도인 3m/s로 보행 중인 라이보2의 보행 중 다리 자세 변화 과정. 발의 지면 접촉 속도를 줄여 충돌 에너지를 줄였으며 접촉 도중 몸의 자세 이동 시 미끄러짐을 최소화하며 운동에너지를 직선 구간으로 유지하며 이동할 수 있음. (사진=카이스트)
교내 대운동장에서 1회 충전으로 43km 완주 데이터. (사진=카이스트)
교내 대운동장에서 1회 충전으로 43km 완주 데이터. (사진=카이스트)

라이보2는 이번 마라톤 경기에서 일반인들과 함께 달리며 난코스에서도 안전하게 4시간 이상을 달렸다. 그간 한계로 지적돼 왔던 짧은 주행거리, 운용 시간 등에 대한 문제도 해결했다는 평가가 나온다. 

라이보2의 마라톤 경기 참가는 이번이 처음이 아니다. 지난 9월 ‘금산인삼축제 마라톤대회’에서 첫 도전을 했으나 37km 지점에서 배터리 방전으로 완주에 실패했다. 실험실 예상보다 10km 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 67km 주행이 가능해졌다.

마라톤 주행 모습. (사진=카이스트)
마라톤 주행 모습. (사진=카이스트)

이렇게 성능이 향상된 라이보2는 마침내 이날 세계 첫 마라톤 완주 목표를 달성했다. 이충인 공동 제1 저자(박사과정)는 "보행 손실을 기구, 전장, 보행 방법 측면에서 종합적으로 분석할 수 있었던 것이 보행 효율을 개선하는데 주요하게 작용했다"며 "이번 연구 성과는 사족보행 로봇의 운용 범위를 도시 범위로 확대하는데 중요한 기점이 될 것”"이라고 설명했다.

한편, 이번 연구는 삼성전자 미래기술 육성센터와 ㈜라이온 로보틱스의 지원을 받아 수행됐다.

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