시속 12km 주행, 문워크(Moonwalk), 오리걸음, 험지 보행 등 구현
구동기·모터·감속기 등 핵심 부품, 강화학습 기반 AI 제어기 등 독자 기술 이식돼
연내 상체 포함 완전체 로봇 완성 목표...MIT 등 글로벌 협력 기반 현장 투입 및 상용화 박차 예고
한국과학기술원(KAIST) 연구진이 독자 기술로 개발한 휴머노이드 로봇 하체가 인간 고유의 복잡한 움직임을 소화하며 이목을 집중시키고 있다.
KAIST 기계공학과 휴머노이드로봇연구센터(HUBO Lab)의 박해원 교수 연구팀은 최근 이러한 혁신적인 성능을 갖춘 휴머노이드 로봇의 하체 플랫폼을 공개했다.
이번에 공개된 로봇 하체는 키 165cm, 몸무게 75kg의 성인 체형을 염두에 두고 인간 중심 환경에 맞춰 설계된 하체 플랫폼이다. 실제 산업 현장 투입을 목표로, 휴머노이드 로봇 몸체 전체가 개발 중이다.
이 로봇은 평지에서 최대 시속 12km로 달리고, 30cm 이상의 높은 턱이나 계단을 오르내리는 단차 극복 능력을 갖췄다. 특히 주목받는 부분은 인간의 동작을 구현하는 고난도 시연이다. 연구팀은 ‘팝의 황제’로 인식되는 미국 가수 마이클 잭슨(Michael Joseph Jackson) 특유의 춤 동작인 ‘문워크(Moonwalk)’와 기합 시 동작으로 유명한 오리걸음 등을 선보였다.
▲ 문워크(좌), 오리걸음(우) 시연 모습. (출처 : KAIST DRCD Lab 유튜브 채널)
이 같은 인간 특유의 유연하고 복잡한 움직임을 구사하는 이 로봇은 안정성 또한 높은 수준인 것으로 알려졌다. 성인 남성이 발로 엉덩이를 걷어차도 넘어지지 않고 금방 중심을 잡는다. 또 시각 센서 없이 울퉁불퉁한 험지나 예상치 못한 외부 충격에도 즉각 반응해 균형을 유지하고 원래 경로로 복귀한다.
또한 한 발로 균형을 잡고 반복적으로 뛸 수 있는 고난도 동작인 ‘홉핑(Hopping)’과 360° 공중제비 등 운동 능력까지 겸비했다. 연구팀은 이번 성과의 가장 큰 의미로, 로봇의 핵심 기관 전반을 100% 독자 기술로 확보했다는 점을 꼽았다.
구동기(Actuator)·모터(Motor)·감속기(Reducer) 등 하체 플랫폼을 구성하는 모든 핵심 구동 부품을 연구팀이 직접 설계·제작했다. 이는 하드웨어 자립 측면에서 기술적 독립성을 달성한 의미다. 향후 로봇 성능의 자율적인 개선과 양산화에 유리한 기반을 마련했다는 평가다. 소프트웨어 측면에서는 로봇의 움직임을 제어하는 인공지능(AI) 제어기가 자체 개발한 강화학습(Reinforcement Learning) 알고리즘을 통해 훈련됐다.
연구팀이 자체 개발한 이 알고리즘은 시뮬레이션·현실 전이(Simulation to Reality, Sim2Real) 기술을 성공적으로 실현한 기술이다. 기존 가상 환경 학습의 한계를 극복하고 실제 로봇 구동 환경에 적용됐다. 로봇이 생물학적 참고 모델 없이 순수 학습만으로 새로운 기계 동작을 만들어냈다는 점에서 학계의 주목을 받고 있다.
연구팀은 이어 연말을 목표로 상체까지 갖춘 완전한 형태의 휴머노이드 로봇 외형을 완성할 계획이다. 앞으로의 목표는 무거운 물건을 들고 이동하거나, 문을 열고 사다리를 타는 등 전신 조작이 필요한 복합 작업 능력을 구현하는 것이다. 이를 위해 미국 매사추세츠 공과대학교(MIT) 등 기관과 협력해 기술 상용화에 박차를 가할 예정이다.
박해원 교수는 “완전한 휴머노이드가 완성되려면 현재 12개에 불과한 모터가 50개 이상 필요하다"며 "여기에 작동 안정화와 무거운 무게 들기 등의 움직임을 수행할 수 있는 제어 기술을 개발하는 것이 앞으로의 중요한 과제"라고 밝혔다.
헬로티 최재규 기자 |
