[더테크 이지영 기자]  사람도 완주하기 쉽지 않은 마라톤 풀코스 42.195km를 사족보행로봇이 배터리 교체 없이 달렸다. KAIST 연구진은 실제 마라톤에서 확보한 데이터를 바탕으로 장거리 로봇 운용을 위한 시스템 설계 원리를 제시했다.

KAIST는 기계공학과 황보제민 교수팀이 개발한 사족보행로봇 ‘라이보2(RAIBO2)’의 장거리 주행 기술과 마라톤 완주 연구가 국제학술지 ‘네이처(Nature)’ 본지에 게재됐다고 24일 밝혔다. 국내에서 수행된 로봇 연구가 네이처 본지에 게재된 것은 이번이 처음이다.

라이보2는 2024년 11월 상주 곶감 마라톤 대회에서 배터리를 충전하거나 교체하지 않고 42.195km를 4시간 19분 52초 만에 완주했다. 사족보행로봇이 실제 마라톤 대회 풀코스를 완주한 세계 최초 사례다.

이번 연구의 핵심은 완주 기록보다 ‘어떻게 장시간 달릴 수 있었는가’에 있다. 연구팀은 장거리 주행을 배터리나 모터 하나의 성능 문제가 아닌 기계 구조와 전기 시스템, 구동·보행 제어가 연결된 전체 시스템의 문제로 접근했다.

로봇 각 부분에서 발생하는 에너지 손실을 분석하고 높은 보행 성능을 유지하면서 소비 전력을 줄이도록 기구와 전장, 구동·제어 시스템을 통합 최적화했다. 이를 통해 장시간 안정적으로 움직이는 사족보행로봇의 설계 원리를 제시했다.

실험실 시험에 그치지 않고 실제 마라톤에서 기술을 검증한 점도 특징이다. 연구팀은 4시간 이상 주행하는 동안 전압과 전류, 온도, 배터리 상태를 실시간으로 측정하고 GPS 기반 위치·속도·고도 정보와 동기화해 실주행 데이터를 확보했다.

연구 성과는 산업용 로봇으로 확장된다. 황보 교수 연구실에서 출발한 KAIST 교원창업기업 라이온로보틱스는 기구와 전장, 소프트웨어, AI뿐 아니라 모터 드라이버까지 자체 개발해 산업 현장에서 장시간 운용할 수 있는 사족보행로봇의 제품화와 양산 기술을 개발하고 있다.

황보 교수는 “높은 운동 성능과 에너지 효율을 동시에 확보하기 위해 로봇 전체를 어떻게 설계해야 하는지를 실제 마라톤 데이터로 입증한 결과”라며 “세계 최고 수준의 성능을 산업 현장에서 안정적으로 사용할 수 있는 제품으로 연결하겠다”고 말했다.

연구 결과는 9월 23일 현지시간 국제학술지 ‘네이처’에 게재됐다.