[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 배터리 교체나 충전없이 마라톤 풀코스를 완주한 국산 사족보행로봇의 기술과 연구 결과가 국내 로봇연구 분야서는 처음으로 국제학술지 '네이처(Nature)' 본지에 게재됐다.

한국과학기술원(카이스트·KAIST)는 기계공학과 황보제민 교수팀이 개발한 사족보행로봇 '라이보2(RAIBO2)'의 장거리 주행 기술과 실제 주행 데이터가 24일 네이처에 발표됐다고 밝혔다.

라이보2는 지난 2024년 11월 상주 곶감 마라톤 대회에서 42.195㎞를 4시간 19분 52초에 완주했다. 사족보행로봇이 실제 마라톤 대회에서 풀코스를 완주한 세계 최초 사례로 피지컬 AI와 기계·전기시스템이 통합된 결과다.

이번 연구의 핵심은 장거리 주행을 배터리나 모터 등 개별 부품의 성능이 아닌 로봇 전체의 시스템 문제로 접근한 데 있다.

연구팀은 기계구조와 전기시스템, 구동장치, 보행제어를 통합 설계하고 각 부문에서 발생하는 에너지 손실을 분석해 높은 보행 성능 및 효율적인 장거리 주행능력을 동시에 구현했다.

특히 마라톤이 진행되는 동안 로봇 내부의 전압과 전류, 온도, 배터리 상태를 실시간으로 기록하고 이를 GPS로 측정한 위치·속도·고도 정보와 동기화했다. 라이보2를 실제 참가자로 등록해 공식 구간 기록도 남겼으며 연구진이 로봇과 함께 달리며 출발부터 결승선까지 4시간이 넘는 주행 전 과정을 영상으로 기록했다.

라이보2는 황보 교수 연구팀이 직접 설계·제작한 연구용 로봇으로 연구팀은 교원창업기업 '라이온로보틱스'와 함께 제품화를 추진 중이다.

라이온로보틱스에 따르면 라이보2는 다리를 움직일 때 발생하는 마찰과 땅에 닿을 때 발생하는 충격, 모터와 전기회로의 열 손실 등을 모두 감안해 에너지 효율을 극대화시키는 기술을 적용했다. 이번 마라톤 풀코스 완주는 피지컬 AI 시대로 도약하는데 필수적인 '세계 최고 수준의 에너지 효율성'을 입증했다는 평가를 받고 있다.

라이온로보틱스는 기구와 전장, 소프트웨어, AI, 모터 드라이버까지 자체 개발해 시스템 전체를 최적화했으며, 시스템 설계 역량을 바탕으로 실제 현장에서 장시간 운용할 수 있는 사족보행로봇 양산기술을 개발하고 있다.

향후에는 여러 대의 로봇에서 동일한 성능을 구현할 수 있는 생산기술과 함께 방수·방진, 온도 변화, 충격·진동, 전자파 적합성 등 산업현장에 필요한 신뢰성을 확보할 계획이다.

네이처에 이날 실린 논문에는 KAIST 기계공학과 이충인 박사와 염동훈·박정수 학생이 공동 제1저자로 참여했으며 논문명은 'A quadruped robot designed to complete a marathon on a single battery charge'다. 세계적으로도 로봇 분야 연구가 ‘Nature’본지에 실린 사례는 매우 드물어 이번 성과는 국내 로봇연구의 기술력과 학술적 수준을 보여주는 결과로 평가된다.

카이스트 교원창업기업 라이온로보틱스 대표이기도 한 황보제민 교수는 "이번 연구는 높은 운동 성능과 에너지 효율을 동시에 확보키 위해 로봇 전체를 어떻게 설계해야 하는지를 실제 마라톤 데이터로 입증한 결과"라며 "연구실에서 구현한 세계 최고 수준의 성능을 산업현장에서 안정적으로 사용할 수 있는 제품으로 연결하겠다"고 말했다.

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