세계 최초 풀코스 완주
KAIST 황보제민 교수 연구팀의 사족보행 로봇 라이보2가 2024년 11월 상주 곶감 마라톤에서 배터리 교체 없이 42.195km를 4시간 19분 52초에 완주했습니다. 사족보행 로봇이 실제 마라톤 풀코스를 통과한 세계 최초 사례이고, 이 연구는 국제학술지 네이처 본지에 게재됐습니다.
주행 중 전압과 전류, 온도, 배터리 상태를 실시간 기록해 GPS 정보와 동기화했습니다. 4시간이 넘는 전 과정을 영상으로 남겨 환경에서의 성능을 검증한 겁니다.
에너지 다이어트의 비밀
핵심은 배터리를 키우는 대신 로봇 전체를 하나의 시스템으로 다시 설계한 점입니다. 연구팀은 모터 열손실, 관절 마찰, 착지 충격, 미끄러짐 등에서 생기는 에너지 손실을 추적했고, 다리 무게와 모터, 구동 회로, 보행 제어를 통합 최적화했습니다. 부품 하나의 성능보다 기계 구조와 전기 시스템, 제어가 맞물린 전체 효율을 끌어올린 겁니다.
AI 보행 제어는 착지 충격과 불필요한 관절 움직임을 줄였습니다. 완주에 쓴 에너지는 1,280Wh로, 배터리 용량을 모두 쓰면 최대 65km까지 주행할 수 있다는 분석이 나왔습니다. 같은 몸무게의 사람보다 에너지를 32% 적게 썼고, 동일 용량 배터리로 20km 안팎을 달린 미국과 중국의 경쟁 로봇보다 3배 이상 먼 거리입니다.
산업 현장으로 가는 길
KAIST 교원창업기업 라이온로보틱스는 자체 개발한 모터 드라이버와 제어 시스템을 바탕으로 연구용 시제품을 현장용 사족보행 로봇으로 전환하고 있습니다. 내년 300대 양산을 목표로 하며, 산악과 재난 지역 수색, 산업시설 순찰, 국방 임무 등 충전이 어려운 현장을 우선 적용 대상으로 봅니다.
방수와 방진, 온도 변화, 전자파 적합성, 생산 비용을 확보하면서 여러 대가 같은 성능을 내는 일이 과제입니다. 황보제민 교수는 이번 연구가 높은 운동 성능과 에너지 효율을 함께 확보하는 설계 원리를 실제 데이터로 입증한 결과라며, 산업 현장에서 누구나 안정적으로 쓸 수 있는 제품으로 연결하겠다고 밝혔습니다.