사족보행 로봇 ‘라이보 2’가 강변가를 뛰고 있다. [사진=KAIST]

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국내 연구팀이 개발한 사족보행 로봇 ‘라이보 2’가 세계 최초로 마라톤 풀코스 완주에 도전한다. 실전마라톤 참여하면서 실제 도심 환경 속에서 로봇의 보행 성능을 검증한다는 계획이다.

황보제민 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 교수 연구팀은 오는 17일 오전 9시 상주시민운동장에서 열리는 2024 상주곶감마라톤 풀코스에 사족보행 로봇 ‘라이보 2’가 풀코스(42.195km) 완주에 도전한다고 15일 밝혔다.

사족보행 로봇은 얼음과 모래, 산악지형 등 험지에서도 안정적인 보행이 가능하다. 공장 순찰 로봇이나 재난 구조용 로봇으로의 활용이 기대되는 이유다.

그러나 짧은 주행거리가 문제였다. 보행 로봇의 주행거리는 최장 20km에 그쳤다. 이 또한 대부분 실험실 내 통제된 환경에서 측정되거나 이론상 수치에 머물렀다.

라이보 2는 1회 충전으로 43km 연속 보행이 가능하다. KAIST 교내 대운동장에서 4시 40분에 걸쳐 43km를 완주하는데 성공했다.

마라톤 도전은 사족보행로봇의 실용화 가능성을 실제 환경에서 검증하는 첫 시도다.

라이보 2는 강화학습 기반의 효율적인 보행 제어 기술을 갖추고 있다. 자체 개발한 동역학 시뮬레이터 ‘라이심(Raisim)’을 통해 학습했다. 연구팀은 또 실제 야외 환경에서의 보행 데이터를 수집·분석해 보행 손실 모델을 수립하고, 이를 다시 시뮬레이션에 반영하는 방식으로 1년여간 보행 효율을 단계적으로 끌어올렸다.

라이보 2의 마라톤 도전은 이번이 두번째다. 지난 9월 ‘금산인삼축제 마라톤대회’에서 첫 도전을 했으나 37km 지점에서 배터리 방전으로 완주에 실패했다. 실험실 예상보다 10km 일찍 배터리가 소진됐다.

연구팀은 “실제 마라톤 코스에서 다른 주자들과 어울려 달리다 보니 일정한 속도를 유지하지 못하고 잦은 가감속이 발생한 점을 원인으로 꼽혔다”며 “보완을 위해 컴퓨터에서 수행하던 관절 강성 제어를 모터 구동기에 직접 구현해 제어 효율을 높였고, 내부 구조를 개선해 배터리 용량도 33% 늘렸다”고 설명했다.

이충인 연구원은 “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”이라 말했다.

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