4족 보행 로봇 '라이보2', 마라톤 풀코스 세계 최초 완주 성공

카이스트의 4족 보행 로봇 '라이보2'가 제22회 상주 곶감 마라톤 대회에서 마라톤 풀코스를 완주하며 4시간 19분 52초라는 기록을 세웠다. 이는 4족 보행 로봇이 마라톤 풀코스를 완주한 세계 최초의 사례로, 카이스트는 17일 이 사실을 발표했다. 상주 곶감 마라톤은 기술적 난이도가 높은 코스로, 14㎞와 28㎞ 지점에 50m의 언덕이 반복되는 특성을 가지고 있다.

라이보2의 차량 특성상, 보행 로봇이 기능적으로 다양한 지형에서 안정적으로 작동할 수 있도록 연구팀은 '라이심' 시뮬레이션 환경을 통해 경사진 길, 계단, 빙판길 등의 다양한 환경 요소를 안전하게 반영할 수 있도록 강화학습 알고리즘을 개발하였다. 이를 통해 보행 제어기가 만들어졌고, 로봇이 내리막길에서 에너지를 효율적으로 충전하며 급작스런 언덕을 오를 수 있도록 설계되었다.

라이보2는 특정 지면에서 충격을 최소화하고 주기적인 진동에 견딜 수 있도록 설계되었다. 연구팀은 라이보2의 개발 과정에서 기계 설계와 전장 설계, 소프트웨어 및 인공지능 시스템을 통합하여 문제를 종합적으로 해결하는 접근 방식을 취하였다. 이전 연구에서 외부 부품이나 소프트웨어를 사용한 제한적인 개선과는 달리, 라이보2는 모든 영역에서 최적화를 이루었다.

하드웨어 면에서도 모터 드라이버 회로를 통합하여 구동기 손실을 줄이고 제어 대역폭을 높이며 보행 효율성과 안정성을 크게 향상시켰다. 이충인 공동 제1 저자는 라이보2의 마라톤 성과가 도심 환경에서의 안정적 배달이나 순찰 서비스 수행을 위한 보행 성능을 갖췄음을 보여준다고 강조하며, 앞으로 산악 및 재난 환경에서도 최고의 보행 성능을 달성하기 위한 자율주행 기능의 추가 연구를 계획하고 있다.

라이보2는 지난 9월 금산인삼축제에서의 첫 풀코스 도전에 실패한 바 있다. 당시 로봇의 배터리가 37㎞ 지점에서 방전되어 완주에 실패한 원인을 연구팀은 다른 참가자들과의 속도 조절 문제로 분석하고, 배터리 용량을 33% 늘리며 구조를 개선하여 최대 67㎞까지 주행할 수 있도록 보완했다. 이러한 진전을 통해 보행 로봇 기술이 향후 물리적 환경에서도 성과를 이룰 수 있는 가능성을 확인하게 되었다.