금산인삼축제 마라톤대회에 출전한 라이보2. 카이스트 제공한국과학기술원(KAIST)이 개발한 4족 보행로봇이 마라톤 완주에 나선다.
카이스트는 기계공학과 황보제민 교수 연구팀이 개발한 '라이보2'가 17일 오전 9시 경북 상주시의 상주시민운동장에서 열리는 '2024 상주곶감마라톤 풀코스(42.195㎞)'를 뛴다고 15일 밝혔다.
4족 보행로봇은 모래, 얼음, 산악 등 다양한 지형에서 보행할 수 있어 감시·정찰 등 업무가 가능하지만, 바퀴 주행로봇 대비 주행 거리와 운용 시간이 짧다는 한계가 있다. 보행로봇은 몸통 무게를 지탱하기 위해 에너지를 사용해야 하고 불연속적인 지면을 접촉하는 과정에서 에너지를 잃기 때문이다.
연구팀은 지난해 다양한 시뮬레이션을 적용한 환경에서 학습시켜 사전 정보 없이도 지반 종류에 따라 스스로 적응해 적은 힘 손실로도 효율적으로 보행할 수 있는 보행로봇 '라이보'를 개발했다.
이후 1년여 실제 야외 환경에서의 보행 데이터를 수집·분석한 뒤 보행 손실 모델을 수립, 다시 시뮬레이션에 반영하는 방식으로 보행 효율을 단계적으로 끌어올렸다.
이번에 개발한 라이보2 버전은 한 번 충전으로 43㎞ 연속보행이 가능하다. 기존 라이보 최장 주행거리(20㎞)의 두 배를 넘는다.
연구팀은 교내 대운동장에서 저장된 GPS 경로를 따라 보행하는 방식으로 4시간 40분에 걸쳐 완주하는 데 성공했다. 이번 마라톤을 통해 실제 도심 환경에서 보행 성능을 입증할 계획이다. 이번 마라톤 도전은 두 번째다.
지난 9월 '금산인삼축제 마라톤대회'에서 첫 도전을 했으나 37㎞ 지점에서 배터리 방전으로 완주에 실패했다. 실제 마라톤 코스에서 다른 주자들과 어울려 달리다 보니 일정한 속도를 유지하지 못하고 잦은 가감속이 발생한 점이 원인으로 지목됐다.
이에 컴퓨터에서 수행하던 관절 강성 제어를 모터 구동기에 직접 구현해 제어 효율을 높이고 배터리 용량을 높이는 기술을 보완했다.
이충인 박사과정(공동 제1 저자)은 "기존 보행로봇의 주행거리 성능은 실험실 내 통제된 환경에서 측정되거나 이론상 수치에 그쳤다"며 "실제 도심 환경에서 사람들과 함께 달리며 기록을 측정함으로써 4족 보행로봇의 실용화 가능성을 검증하는 첫 시도가 될 것"이라고 말했다.