사람처럼 바닥 확인하고 생각하며 걷는 로봇…국내 연구진이 개발

국내 연구진이 사람처럼 ‘보고 판단해 움직이는 로봇’을 구현했다. 발이 땅에 닿아야만 움직이는 것이 아니라 사람처럼 주변 지형을 보고 생각하며 걷는 기술이다.

카이스트는 명현 전기 및 전자공학부 교수 연구팀이 연구실 창업기업인 유로보틱스와 공동연구를 통해 로봇 제어 기술 ‘드림워크++’를 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 시각 정보를 기반으로 지형을 인지하고 실시간으로 보행 전략을 조정하는 사족보행 로봇 제어기술이다.

연구팀은 기존에 로봇이 센서 등 감각으로 지형을 추정하며 보행하는 ‘블라인드 보행’ 기술을 개발한 바 있다. 재난 상황 등 시각 정보 확보가 어려운 환경에서도 안정적인 보행이 가능하지만, 로봇의 다리가 장애물에 직접 접촉한 후에야 움직임을 조정할 수 있다는 한계가 있었다.

이번에 개발한 기술은 이와 함께 카메라·‘라이다’(LiDAR) 기반 기술을 융합했다. 로봇이 장애물을 미리 인지하고 먼저 보행 전략을 조정함으로써 단순 반응형 제어를 넘어 환경을 이해하고 판단하는 ‘인지 기반 보행’을 구현한 것이다.

연구팀은 다중 감각 강화학습 구조를 설계하고 실시간 제어가 가능하도록 구현해 오류가 발생해도 즉시 대응할 수 있는 안정성과 다른 로봇 플랫폼에도 적용 가능한 확장성을 확보했다. 그 결과 계단 주행 실험에서는 50개 계단으로 구성된 총 길이 수평 30.03m, 수직 7.38m 코스를 35초 만에 완주했다. 35도의 급경사면도 안정적으로 오를 수 있었다.

로봇은 다양한 장애물 상황에서 스스로 효율적인 경로를 선택하거나 불확실한 지형에서는 스스로 멈춰 주변 지면을 확인한 뒤 이동하기도 했다. 2.5㎏의 탑재물을 실은 상태에서도 기존에 학습한 장애물보다 더 높은 장애물을 극복하는 등 새로운 환경에 스스로 적응할 수 있는 능력도 입증했다.

연구팀은 “이번 기술이 재난 대응, 산업시설 점검, 산림 및 농업 등 기존 바퀴형 로봇이 접근하기 어려운 환경에서 활용될 수 있을 것”이라 기대했다. 명 교수는 “이번 연구는 로봇이 단순히 움직이는 수준을 넘어, 환경을 이해하고 스스로 판단하는 단계로 발전했음을 보여준다”며 “향후 다양한 실제 환경에서 활용 가능한 지능형 이동 기술로 확장해 나갈 것”이라고 밝혔다.

구혁 기자