KAIST, 세계 최초 풀코스 마라톤 완주한 ‘로봇 설계 원리’ 발표

한국과학기술원(KAIST)이 세계 최초로 풀코스 마라톤을 완주한 로봇의 설계 원리를 발표하며, 로봇 기술의 새로운 이정표를 세웠다. 이 연구는 사족보행 로봇인 ‘라이보2(RAIBO2)’의 성과로, 마라톤을 완주하는 과정에서 축적된 데이터를 기반으로 로봇의 성능을 향상시키기 위한 기계 구조와 전기 시스템의 통합적 설계를 보여준다.

혁신적인 사족보행 로봇의 탄생

라이보2는 2024년 11월 열린 상주 곶감 마라톤 대회에서 배터리 충전이나 교체 없이 42.195km를 4시간 19분 52초 만에 완주한 바 있다. 이는 로봇 공학 역사상 최초의 풀코스 마라톤 완주 사례로 기록되었다. KAIST의 황보제민 교수 연구팀은 이 성과를 통해 로봇이 단순히 거리를 완주하는 것을 넘어, 그 과정에서 어떤 기술 원리가 적용되었는지를 입증했다.

이번 연구의 핵심은 로봇의 성능을 단순한 부품의 효율성에 국한되지 않고, 전체 시스템으로 바라보아야 한다는 점이다. 즉, 기계 구조와 전기 시스템, 보행 제어가 모두 유기적으로 연결되어야 안정적인 주행이 가능하다는 것이다. 연구팀은 이를 통해 고속 주행과 긴 주행 거리를 동시에 확보할 수 있는 새로운 설계 원리를 제시하였다.

데이터 기반의 성능 분석

마라톤 동안 라이보2는 내부에서 전압, 전류, 온도, 배터리 상태를 실시간으로 기록하고, GPS를 통해 위치와 속도, 고도 정보를 동기화하여 축적했다. 이 데이터는 로봇의 성능을 분석하고 유지 관리 방법에 대한 중요한 근거로 작용한다. 특히, 로봇이 장시간 안정적으로 주행하기 위해 고려해야 할 다양한 요소를 체계적으로 분석함으로써, 로봇 개발의 방향성을 제시하였다.

이러한 연구 결과는 단순한 시연을 넘어, 실질적인 데이터 기반으로 발전하였다. 연구팀은 로봇 전체에서 발생하는 에너지 손실을 분석하고, 이를 최소화할 수 있는 방법을 모색했다. 이를 통해 높은 보행 성능을 유지하면서도 에너지 소비를 줄일 수 있는 기구와 전장, 구동 및 제어 시스템을 통합적으로 설계할 수 있었다.

상용화의 길로 나아가는 라이보2

KAIST는 이번 연구 성과를 바탕으로 라이보2의 기술을 산업 현장에 적용할 가능성을 모색하고 있다. 상용화를 위해서는 여러 대의 로봇이 동일한 성능을 안정적으로 구현하고, 생산 비용을 낮추는 것이 필수적이다. 방수 및 방진, 넓은 사용 온도 범위, 충격 및 진동 내구성 등 산업 현장에서 요구되는 신뢰성 또한 확보해야 한다. 이를 위해 KAIST의 교원 창업 기업인 라이온로보틱스가 연구 성과를 제품화할 예정이다.

황보제민 교수는 "이번 연구는 사족보행 로봇이 얼마나 멀리 달릴 수 있는지를 넘어, 높은 운동 성능과 에너지 효율을 동시에 확보하기 위해 로봇 전체를 어떻게 설계해야 하는지를 입증한 결과"라며, 향후 로봇 공학의 발전 가능성에 대한 기대감을 드러냈다.

앞으로 KAIST의 연구팀은 라이보2의 기술을 통해 산업 현장에서 활용 가능한 로봇을 개발하는 데 주력할 계획이다. 이는 단순히 마라톤을 완주한 로봇을 넘어, 다양한 환경에서 효율적으로 작업할 수 있는 산업 로봇으로의 진화를 예고하고 있다. 로봇 기술의 미래가 더욱 기대되는 순간이다.