숲길·자갈밭도 알아서 척척…KAIST, ‘스스로 판단하고 달리는’ 사족 로봇 구현

한국과학기술원(KAIST)이 최근 새로운 사족 보행 로봇을 개발하며 야외 환경에서도 탁월한 이동성을 자랑하는 기술을 선보였다. 박해원 기계공학과 교수의 연구팀은 하나의 제어기로 다양한 지형에서 빠르고 안정적으로 이동할 수 있는 사족 로봇의 핵심 기술을 구현했다고 밝혔다. 이 기술은 특히 복잡한 자연 환경에서의 로봇 활용 가능성을 한층 더 넓혀줄 것으로 기대된다.

새로운 보행 기술의 출현

사족 보행 로봇은 네 개의 다리를 이용해 다양한 지형에서 움직일 수 있는 장점이 있다. 일반적으로 바퀴형 로봇이 험한 지형에서 어려움을 겪는 반면, 사족 로봇은 장애물을 넘고 다양한 지형을 탐험하는 데 유리하다. 그러나 실제 야외에서는 계단, 디딤돌, 나뭇가지 등 다양한 장애물이 존재해 단순히 빠르게 달리는 능력만으로는 한계가 있었다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 '행동 사전학습 기반 트랜스포머 강화학습(APT-RL)'이라는 혁신적인 기술을 개발했다.

이 기술은 로봇이 걷기, 달리기, 점프 등 여러 보행 기술을 미리 배우고, 실제 환경에서 상황에 맞게 자유롭게 조합해 전환할 수 있도록 설계되었다. 특히, 모션캡처에 의존하지 않고도 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 15.5시간 분량의 학습 데이터를 단 8분 만에 생성할 수 있어 효율성이 크게 향상되었다.

실험을 통한 성능 검증

KAIST의 연구팀은 개발한 기술을 사족 보행 로봇 'KAIST 하운드(HOUND)'에 탑재하여 다양한 환경에서 성능을 검증하였다. 실내 장애물 코스는 물론 KAIST 캠퍼스와 숲길 등 실제 야외 환경에서도 실험이 진행되었으며, 복잡한 3차원 지형에서도 로봇이 스스로 보행 기술을 선택하고 전환하는 모습을 확인할 수 있었다.

특히, 순간 최고 속도 6m/s(시속 22km)를 기록하며 험한 지형에서도 뛰어난 이동성을 발휘한 KAIST 하운드는 장애물에 맞춰 대각선 다리와 앞뒤 다리를 조합하는 등 다양한 보행 기술을 통합적으로 수행하는 데 성공했다. 이러한 결과는 재난 현장이나 국방 임무, 산업 시설 점검 등 다양한 분야에서 로봇의 활용 가능성을 높이는 중요한 기반이 될 것으로 기대된다.

로봇 기술의 새로운 가능성

박해원 교수는 이번 연구가 험지 환경에서 피지컬 AI 보행 로봇의 활용 범위를 넓히는 데 기여할 것이라고 강조했다. 향후 이러한 기술이 실제 산업 및 재난 구조 현장에서 어떻게 활용될지가 주목된다. 기술의 발전과 함께 로봇이 보다 다양한 환경에서 사람과 함께 작업하며, 인간의 안전과 효율성을 높일 수 있는 날이 다가오고 있다. KAIST의 사족 보행 로봇은 그 가능성을 보여주는 중요한 사례로 남을 것이다.