KAIST 마라톤 완주라는 말이 화제입니다. 국내 연구진이 개발한 네 발 달린 로봇이 배터리를 한 번만 쓰고 42.195km 전체 코스를 완주했다는 소식입니다. 사람도 완주하기 어려운 거리를 로봇이 끝까지 달렸고, 이번 성과는 세계적인 학술지 네이처 본지에도 실렸습니다. 오늘은 이 기록이 왜 놀라운지, 어떤 과정을 거쳐 KAIST 마라톤 완주가 가능했는지 자세히 소개합니다.
목차
핵심 기록 한눈에 보기
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 로봇 이름 | 라이보2 RAIBO2 |
| 대회 | 제22회 상주곶감마라톤 |
| 완주 거리 | 42.195km |
| 완주 시간 | 4시간 19분 52초 |
| 배터리 상태 | 충전과 교체 없이 완주 후 34% 잔량 |
| 사용 에너지 | 1280Wh |
| 추정 최대 주행 거리 | 약 65km |
| 논문 | 네이처 Nature 본지 게재 |
KAIST 마라톤 완주, 어떻게 가능했을까
라이보2는 지난 2024년 11월 상주곶감마라톤 대회에 실제 참가자로 등록됐습니다. 연구팀은 배터리를 충전하거나 교체하지 않은 상태로 풀코스 42.195km를 달리게 했습니다. 코스는 낙엽으로 미끄럽고 최대 경사가 18.4도에 달했으며 전체 고도 변화도 286m나 됐습니다. 험한 길이었지만 라이보2는 평균 초속 2.64m로 달려 4시간 19분 52초 만에 결승선을 통과했습니다. 도착했을 때 배터리는 34%나 남아 있었습니다. 사족보행로봇이 실제 마라톤 대회 풀코스를 완주한 세계 최초 기록입니다.
이번 성과는 실험실에서 짧게 달리고 끝난 시연이 아닙니다. 연구팀은 마라톤 전체 구간에서 로봇 내부의 전압과 전류, 온도, 배터리 상태를 실시간으로 기록하고 GPS 위치와 속도, 고도 정보를 동기화했습니다. 완주 과정 전체를 영상으로 남기면서 어떤 지점에서 에너지가 많이 쓰였는지도 과학적으로 분석했습니다. 실제 코스에서 얻은 데이터와 설계 원리를 담은 논문은 네이처 본지에 실렸습니다.
로봇 전체를 바라본 설계
사족보행로봇은 다리를 반복해서 움직이는 과정에서 생각보다 많은 에너지를 잃습니다. 관절을 구동하는 기계적 손실과 전기적 손실, 발이 지면에 부딪힐 때 생기는 충돌 손실, 미끄러짐에 따른 손실까지 모두 더해지면 배터리가 빨리 닳습니다. 그래서 기존 로봇들은 한 번 충전으로 약 20km를 달리는 수준에 머물렀습니다. 연구팀은 이 문제를 배터리나 모터 같은 개별 부품의 문제가 아니라 로봇 전체의 시스템 문제로 바라봤습니다.
라이보2에는 가볍고 관절 마찰과 관성을 줄인 다리와 힘 전달 효율이 높은 구동장치가 적용됐습니다. 보행 제어에는 강화학습을 활용해 발이 미끄러지는 현상을 억제했고, 발이 땅에 닿기 직전 속도를 낮춰 충돌 손실도 줄였습니다. 내리막길에서는 다리 모터를 발전 상태로 돌려 기계적 에너지를 전기로 다시 거둬들이는 회생 방식도 사용했습니다. 이런 작은 개선들이 모여 한 번 충전으로 42.195km를 달리는 결과를 만들었습니다.
실전 데이터가 중요한 이유
로봇이 마라톤을 완주했다는 기록 자체도 대단하지만, 연구팀이 더 신경 쓴 부분은 데이터입니다. 마라톤이 진행되는 동안 로봇 내부 상태를 실시간으로 측정하고 GPS 정보와 연결함으로써 어떤 지형에서 에너지 효율이 높아지고 낮아지는지를 확인할 수 있었습니다. 이 데이터는 앞으로 다른 로봇들을 설계할 때도 유용하게 쓰입니다.
에너지 효율을 나타내는 총수송비용 TCOT을 계산한 결과 라이보2는 0.248을 기록했습니다. 인간의 기준값인 0.37보다 약 33% 낮은 수치입니다. 체중 대비 이동 에너지 효율에서 사람보다 좋은 사족보행로봇은 라이보2가 처음입니다.
마라톤 풀코스를 달려본 사람이라면 42.195km가 얼마나 긴 거리인지 실감할 수 있습니다. 이 로봇은 한 번도 멈추지 않고, 배터리를 바꾸지도 않았습니다. 연구진이 옆에서 함께 뛰며 출발부터 결승까지 4시간이 넘는 전 과정을 지켜봤다는 점도 이번 KAIST 마라톤 완주 기록을 더 특별하게 만듭니다.
앞으로의 목표는 산업 현장
사족보행로봇은 바퀴 로봇보다 험한 지형에 잘 적응합니다. 그래서 재난 지역이나 산악 지형에서 필요한 로봇으로 꼽히지만, 짧은 배터리 시간 때문에 실제 투입이 어려웠습니다. 이번 연구는 그 한계를 넘을 수 있다는 것을 실제 코스에서 보여줬습니다.
이번 연구 성과는 연구실에 머물지 않습니다. KAIST 교원창업기업인 라이온로보틱스가 실제 제품화를 맡고 있습니다. 연구용 시제품을 넘어 현장에서 장시간 운용할 수 있는 사족보행로봇을 만들고, 양산 기술까지 개발 중입니다. 기구와 전장, 소프트웨어, AI, 모터 드라이버까지 자체 개발해 시스템 전체를 최적화했다는 점이 강점입니다.
연구 책임자인 황보제민 교수는 이번 연구가 로봇이 얼마나 멀리 달릴 수 있는지를 보여준 것에 그치지 않고, 높은 운동 성능과 에너지 효율을 동시에 갖추기 위해 로봇 전체를 어떻게 설계해야 하는지를 실제 마라톤 데이터로 입증한 결과라고 설명했습니다. 앞으로 세계 최고 수준의 성능을 산업 현장에서 누구나 안정적으로 사용할 수 있는 제품으로 연결하겠다는 뜻도 밝혔습니다.
마무리하며
KAIST 마라톤 완주는 단순한 로봇 시연 이상의 의미를 갖습니다. 짧은 순간의 운동 성능이 아니라 오랜 시간 안정적으로 움직이는 능력이 이번 연구의 핵심입니다. 배터리 한 번으로 42.195km를 달린 라이보2의 기록은 재난 현장, 산악 구조, 산업 시설 점검처럼 사람이 가기 어려운 곳에서 로봇이 실제 일하게 될 가능성을 보여줍니다.
앞으로 현장용 제품이 출시되면 배터리 교체 걱정 없이 장시간 일하는 사족보행로봇을 더 쉽게 만날 수 있을 것입니다. 세계 최초의 KAIST 마라톤 완주가 로봇 산업의 새로운 기준이 되길 바랍니다.
자주 묻는 질문
Q1 라이보2는 얼마나 오래 달렸나요?
A1 4시간 19분 52초 동안 42.195km를 완주했습니다. 배터리 교체 없이 달렸고 도착 후에도 전력이 34% 남아 있었습니다.
Q2 기존 사족보행로봇과 무엇이 다른가요?
A2 기존 로봇은 한 번 충전으로 약 20km를 달리는 수준이었는데, 라이보2는 배터리 용량당 주행거리가 3배 이상 길어졌습니다. 부품 하나만 고친 것이 아니라 로봇 전체의 에너지 손실을 줄인 것이 핵심입니다.
Q3 이번 연구가 왜 네이처에 실렸나요?
A3 국내 로봇 연구로는 처음으로 네이처 본지에 게재됐습니다. 실제 마라톤 완주 데이터를 바탕으로 장거리 운용을 위한 시스템 설계 원리를 제시한 점을 높게 평가받았습니다.
