“美·中 압도 엄청난 성능” 마라톤 완주, K-로봇개…비결 뭔가 봤더니

입력 2026-09-24 07:23:56

- KAIST 황보제민 교수팀 ‘라이보2’, 배터리 교체없이 42.195㎞ 완주

- 한번 충전 최대 65㎞ 주행 가능, 국제학술지 ‘네이처’ 본지 게재 성공

지드래곤 KAIST 교수 겸 가수가 헤럴드미디어그룹 주최로 열린 ‘이노베이트코리아 2025’ 스페셜무대에 참석해 자신의 노래로 춤을 추는 사족보행 로봇 라이보를 보고 있다. [이상섭 기자]

라이보2가 상주 곶감 마라톤 대회에서 주행하고 있다.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 사람도 완주하기 쉽지 않은 42.195㎞ 마라톤 풀코스를 ‘K-로봇개’가 배터리 교체 한번 없이 완주에 성공했다. 미국과 중국 사족보행로봇에 비해 3배 이상 멀리 이동할 수 있는 엄청난 성능을 입증했다.

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

라이보2는 2024년 11월 열린 상주 곶감 마라톤 대회에서 배터리를 충전하거나 교체하지 않고 풀코스 42.195㎞를 4시간19분52초 만에 완주했다. 사족보행로봇이 실제 마라톤 대회 풀코스를 완주한 세계 최초 기록이다. 평균 시속은 약 9.5㎞에 달했다. 낙엽으로 미끄러운 구간과 최대 18.4도 경사까지 포함된 코스였다.

더 놀라운 것은 완주하고도 배터리가 34%가량 남았다는 점이다. 연구팀이 마라톤 실주행 데이터를 전체 탑재 가능 배터리 용량에 적용한 결과 한번 충전으로 약 65㎞까지 이동할 수 있는 것으로 분석됐다.

같은 배터리 용량을 기준으로 미국 고스트로보틱스 ‘비전60(Vision60)’, 중국 유니트리 B2 등 글로벌 경쟁 사족보행로봇의 주행거리와 비교해 3배 이상 긴 수준이다.

비결은 단순히 배터리를 키운 데 있지 않다. 연구팀은 로봇이 움직일 때 발생하는 에너지 손실 자체를 최소화하는 데 집중했다.

사족보행로봇은 바퀴로 움직이는 로봇과 달리 가만히 서 있을 때도 관절 모터가 몸을 계속 지탱해야 한다. 다리를 움직일 때는 관절과 감속기에서 마찰이 발생하고, 발이 땅에 닿을 때마다 충격과 미끄러짐으로 에너지가 사라진다. 모터와 전기회로에서 발생하는 열도 손실 요인이다.

연구팀은 이를 배터리나 모터 하나의 성능 문제가 아닌 ‘로봇 전체의 시스템 문제’로 봤다. 기계 구조와 전기 시스템, 구동장치와 인공지능(AI) 보행 제어까지 하나의 시스템으로 묶어 에너지 손실을 줄였다.

라이보2에는 관절 마찰과 관성을 줄인 가벼운 다리와 힘 전달 효율이 높은 구동장치가 적용됐다. 강화학습을 활용한 보행 제어를 통해 발이 미끄러지는 현상을 억제하고, 발이 땅에 닿기 직전 속도를 낮춰 충돌 과정에서 발생하는 에너지 손실도 줄였다.

다음 목표는 ‘세계 최초 기록’을 실제 산업용 로봇으로 연결하는 것이다.

라이보2는 연구진이 직접 설계하고 제작한 연구용 로봇이다. 산업 현장에 투입하려면 여러 대를 생산해도 동일한 성능을 내야 한다. 방수·방진과 충격·진동 내구성, 넓은 사용 온도 범위 등 현장에서 요구되는 신뢰성도 확보해야 한다.

황 교수의 KAIST 교원창업기업 라이온로보틱스가 제품화를 맡는다. 기계 구조와 전장, 소프트웨어와 AI뿐 아니라 로봇 모터를 정밀하게 움직이는 모터 드라이버까지 자체 개발해 산업용 사족보행로봇 양산 기술 확보에 나서고 있다.

황보제민 교수는 “이번 연구는 사족보행로봇이 얼마나 멀리 달릴 수 있는지를 넘어 높은 운동 성능과 에너지 효율을 동시에 확보하기 위해 로봇 전체를 어떻게 설계해야 하는지를 실제 마라톤 데이터로 입증한 결과”라며 “연구실에서 구현한 세계 최고 수준의 성능을 산업 현장에서 누구나 안정적으로 사용할 수 있는 제품으로 연결하겠다”고 말했다.

nbgkoo@heraldcorp.com