KAIST 라이보2가 세계 로봇 공학계에 큰 파장을 일으켰습니다. 네 발로 걷는 사족보행 로봇이 실제 마라톤 대회에서 배터리 교체 없이 풀코스를 완주한 것은 세계 최초의 일입니다. 이 연구 성과는 국제학술지 네이처 본지에 실렸으며, 국내에서 수행된 로봇 연구가 네이처 본지에 게재된 첫 사례로 기록되었습니다.
KAIST 라이보2의 핵심 기록을 한눈에 정리하면 다음과 같습니다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 로봇 | KAIST 라이보2 |
| 대회 | 2024 상주 곶감 마라톤 |
| 거리 | 42.195km |
| 완주 시간 | 4시간 19분 52초 |
| 평균 속도 | 시속 약 9.7km |
| 배터리 | 충전이나 교체 없이 완주 |
목차
세계 최초 마라톤 완주 기록
라이보2는 2024년 11월 경북 상주에서 열린 곶감 마라톤 대회에 출전해 42.195km 완주에 성공했습니다. 대회 내내 배터리를 충전하거나 교체하지 않았고, 기록은 4시간 19분 52초입니다. 평균 시속이 약 9.7km에 달했으며, 결승점을 통과한 뒤에도 배터리가 남아 있었습니다. 실주행 데이터를 전체 배터리 용량에 적용하면 한 번 충전으로 약 65km까지 이동할 수 있는 것으로 분석됩니다.
보행 로봇이 정식 마라톤 대회 풀코스를 완주한 사례는 현재까지 라이보2가 유일합니다. 사람이 달리는 것과 비슷한 속도로 네 시간 넘게 움직였는데, 정말 대단한 일이 아닐 수 없습니다. 그 과정에서 로봇 내부의 전압과 전류, 관절별 소비전력, 온도, 배터리 상태가 실시간으로 기록되었습니다. GPS 위치와 속도 정보도 함께 수집되어 장거리 주행 성능을 과학적으로 검증할 수 있었습니다.
에너지 효율의 핵심은 시스템 설계
배터리를 두 배로 늘리면 주행 거리도 두 배가 될까요? 연구팀은 무게가 늘어나면 오히려 효율이 떨어진다고 설명합니다. KAIST 라이보2는 더 큰 배터리를 얹은 것이 아니라, 배터리에 저장된 에너지를 실제 이동 거리로 최대한 많이 바꾸도록 로봇 전체를 다시 설계했습니다.
가벼운 다리와 자체 개발 구동장치
사족보행 로봇은 바퀴 달린 로봇과 달리 가만히 서 있을 때도 관절 모터가 몸을 지탱해야 합니다. 다리를 앞뒤로 움직일 때는 관절과 감속기에서 마찰이 생기고, 발이 땅에 닿을 때마다 충격과 미끄러짐으로 에너지를 잃습니다. 모터와 전기회로에서 발생하는 열도 무시할 수 없습니다. 연구팀은 다리를 가볍게 설계해 움직임과 충돌에서 발생하는 손실을 줄이고, 전력 손실이 적은 모터와 구동회로를 적용했습니다. 모터를 정밀하게 제어하는 모터 드라이버까지 자체 개발하며 배터리에서 발끝까지 이어지는 에너지 흐름을 최적화했습니다.
가상환경에서 훈련한 AI 보행제어
라이온로보틱스가 개발한 고속 로봇 물리 시뮬레이션 플랫폼 라이심은 KAIST 라이보2의 인공지능을 학습시키는 역할을 했습니다. 가상환경 속 라이보2는 실제로 움직이지 않고도 다양한 보행 동작과 지형 조건을 빠르게 반복 경험했습니다. 강화학습을 통해 착지 충격과 미끄러짐, 불필요한 관절 움직임과 전력 소비를 줄이는 보행제어 기술을 훈련했습니다.
글로벌 경쟁 로봇과 비교한 성능
KAIST 라이보2의 에너지 효율은 세계적인 로봇들과 비교해도 매우 높습니다. 같은 용량의 배터리를 사용했을 때 미국 고스트로보틱스의 비전60과 중국 유니트리의 B2는 최대 20km 정도를 이동합니다. 라이보2는 이들보다 3배 이상 긴 거리를 갈 수 있습니다. 미국 보스턴다이내믹스의 스팟이 공식 기준 최고 속도 시속 5.7km에 평균 배터리 운용 시간 90분인 점을 생각하면 차이가 더욱 두드러집니다.
| 로봇 | 주행 성능 | 비고 |
|---|---|---|
| KAIST 라이보2 | 약 65km | 마라톤 완주 |
| 고스트로보틱스 비전60 | 약 20km | 동일 배터리 기준 |
| 유니트리 B2 | 약 20km | 동일 배터리 기준 |
| 보스턴다이내믹스 스팟 | 배터리 90분 | 최고 속도 시속 5.7km |
연구팀이 사람과 동물, 로봇의 이동 효율을 총수송비용으로 비교한 결과, 라이보2는 인간보다 에너지 사용량이 32% 낮았습니다. 몸무게 대비 이동 효율에서 인간을 넘어선 사족보행 로봇은 라이보2가 처음입니다.
산업 현장으로 향하는 다음 걸음
라이온로보틱스는 KAIST 라이보2의 장거리 주행 기술을 산업용 사족보행 로봇으로 확장할 계획입니다. 충전 장소를 확보하기 어려운 산악이나 재난 지역의 수색과 정찰, 대규모 산업시설의 순찰과 점검, 국방 임무 등에 우선 적용됩니다. 내년에는 투자 유치와 함께 대전 공장에서 300대 양산을 목표로 합니다.
양산을 위해서는 방수와 방진, 넓은 사용 온도 범위, 충격과 진동에 대한 내구성, 전자파 간섭 대응 등 산업 현장이 요구하는 신뢰성도 갖춰야 합니다. 회사는 기계 구조와 전장, 모터 드라이버, 소프트웨어와 AI까지 자체 설계한 경험을 바탕으로 이 문제를 풀어가고 있습니다.
이번 연구의 자세한 내용은 동아사이언스 기사를 통해서도 확인할 수 있습니다.
정리하며
KAIST 라이보2의 마라톤 완주는 단순한 기록 경신 이상의 의미를 가집니다. 로봇 전체를 시스템으로 바라보고 에너지 흐름을 최적화하면, 보행 로봇이 얼마나 오래 일할 수 있는지 실제 데이터로 입증한 연구입니다. 더 큰 배터리를 얹어 멀리 간 것이 아니라, 저장된 에너지를 이동 거리로 최대한 많이 바꾸도록 모든 구성을 다시 설계한 결과입니다.
앞으로 라이보2의 기술이 산업 현장에 안착하면, 사람이 가기 어려운 재난 현장이나 넓은 산업 시설에서 오랫동안 임무를 수행하는 로봇을 만날 수 있을 것입니다. 배터리 걱정 없이 멀리 이동하는 로봇의 시대가 훨씬 가까워졌습니다.
자주 묻는 질문
Q. KAIST 라이보2는 무엇이 특별한가요?
A. 배터리를 교체하거나 충전하지 않고 실제 마라톤 풀코스를 완주한 세계 최초의 사족보행 로봇입니다. 한 번 충전으로 약 65km를 이동할 수 있어 경쟁 로봇보다 3배 이상 긴 주행 거리를 보여줍니다.
Q. 라이보2의 완주 비결은 무엇인가요?
A. 더 큰 배터리를 사용한 것이 아니라, 기계 구조와 전기회로, 모터 구동장치, AI 보행제어를 하나로 통합해 에너지 효율을 극대화한 점이 핵심입니다. 가상환경에서 AI를 학습시켜 불필요한 에너지 손실을 줄였습니다.
Q. 라이보2는 언제 산업 현장에서 쓸 수 있나요?
A. 라이온로보틱스는 내년 투자 유치와 함께 대전 공장에서 300대 양산을 목표로 하고 있습니다. 산악 수색, 재난 정찰, 대규모 시설 순찰 같은 분야에 우선 투입될 예정입니다.
