"빙판길 걷는 휴머노이드는 시기상조…실시간 상태 추정 어려워"

정동휘 삼성전자 박사, '피지컬 AI 포럼 2026'서 이족보행 난제 진단

"실시간으로 변하는 몸과 머리의 위치, 제한된 센서, 낮은 무게중심 등으로 휴머노이드가 빙판길과 빗길을 걷는 건 여전히 어려운 문제다."

정동휘 삼성전자 박사는 25일 서울대학교에서 열린 '피지컬 AI 포럼 2026'에서 휴머노이드의 난제 중 하나로 다양한 지형지물에서 이족보행을 꼽았다.

정동휘 박사는 이날 강연에서 휴머노이드가 사람처럼 움직이기 위해 확보해야 할 기술로 '공간지능'을 지목하고, 기존 모바일 로봇과 구별되는 휴머노이드 고유의 기술 난제를 짚었다.

레인보우로보틱스의 휴머노이드 로봇 '휴보'. (사진=레인보우로보틱스)

공간지능은 말 그대로 공간을 이해하는 능력이다. 사람이 주로 눈으로 주변을 파악하는 것과 달리, 로봇은 공간을 데이터로 변환해 인식한다. 실내 환경을 하나의 2D 이미지로 바꿔 숫자로 처리하거나, 라이다(LiDAR) 같은 고해상도 센서를 활용해 공간을 3D로 이해하는 방식이다. 

여기서 더 나아가면 로봇은 물체와 물체 사이 거리와 관계 정보까지 파악할 수 있다. 정 박사는 "로봇 입장에서 공간 정보가 없으면 아예 움직일 수 없다"며 "내가 어디에 있고 어디로 가야 하는지 모르면 어떤 작업도 수행할 수 없다"고 설명했다.

정 박사는 지능, 컴퓨팅, 로봇 팔, 고자유도 로봇손, 이족보행 다리 등 다양한 기술이 일정 수준을 충족하면서 휴머노이드 산업이 주목받고 있다고 진단했다. 

다만 그는 "휴머노이드가 보행 시 다른 로봇과 구조적으로 다른 형태 지능을 요구한다"며 첫 번째 난제로 정확한 상태 추정을 꼽았다.

정 박사는 "모바일 로봇은 무게중심과 카메라가 한 곳에 있어 한 몸처럼 움직이지만, 휴머노이드는 무게중심이 골반에, 카메라는 머리에 위치해 서로 분리돼 있다"며 "머리와 골반이 보행 중 실시간으로 계속 움직이기 때문에 이러한 움직임까지 고려해 위치를 계산해야 하고, 결과적으로 정확한 위치값을 얻기 어렵다"고 말했다. 

이러한 오차를 줄이기 위해 로봇 발바닥이 지면에 닿는 순간을 기준점으로 삼아 위치 좌표를 역산하는 제어 기법을 적용하지만, 여전히 이족보행 특유의 불안정성은 완전히 해소되지 않고 있다. 

두 번째 문제는 센서 가림막이다. 머리에 탑재한 센서를 검은 유리막으로 가리는 디자인을 적용하면서 확보할 수 있는 센서 정보량이 기하급수적으로 줄어든다. 또한 머리 등 좁은 공간에 센서를 넣어야 해 탑재 가능한 센서 수도 제약된다.

보행 제어 자체 난도도 높다. 두 다리만으로 이동하는 데다 무게중심이 상대적으로 아래에 있어 안정적인 보행이 쉽지 않다. 상반신보다 하반신 길이가 짧아 몸체가 앞뒤로 쏠릴 수 있다. 이는 빙판길이나 빗길 같은 환경에서 특히 어려움이 커지는 이유다. 

정 박사는 "휴머노이드가 인간처럼 걸으려면 여전히 많은 기술적 어려움을 극복해야 한다"면서도 "휴머노이드는 향후 10년 간 로봇 공학에서 각광받는 연구 분야가 될 것"이라고 전망했다. 이어 "기술이 발전하면 영화 '터미네이터'에서 나온 것처럼 인간과 분간이 어려운 휴머노이드인 '안드로이드'가 주요 개념으로 떠오를 것"이라고 덧붙였다.