배터리 교체없이 마라톤 완주 '라이온2', 네이처 실려

2년 전 배터리 재충전이나 교체없이 마라톤 풀코스를 완주해 화제가 됐던 KAIST 국산 로봇개(4족보행 로봇)이 국내 로봇 연구로는 처음으로 국제학술지 '네이처'에 게재됐다.

실린 내용은 KAIST 교원창업기업 라이온로보틱스(대표 황보제민, KAIST 교수)가 개발한 사족보행 로봇 ‘라이보2(RAIBO2)’의 장거리 주행 기술과 풀코스 마라톤 완주 결과에 대한 분석이다.

황보제민 교수는 "같은 용량의 배터리로 미국·중국 대표적인 로봇개들의 3배 넘는 거리를 이동하는 성능을 나타냈다. 로봇으로서 700만 년 진화의 결과물인 인류의 보행 에너지 효율을 처음으로 뛰어 넘은 결과"라며 "자체 피지컬 AI와 기계·전기 시스템을 통합한 결과"라고 말했다.

라이보2는 지난 2024년 11월 경북 ‘상주 곶감 마라톤 대회’에서 배터리 재충전 또는 교체 없이 마라톤 풀코스 42.195km를 4시간 19분 52초 만에 완주했다. 보행 로봇으로 실제 마라톤 대회 풀코스를 완주한 세계 최초 기록이었고, 현재까지도 보행 로봇이 배터리 교체 없이 정규 마라톤 풀코스를 완주한 기록으로 유일하다.

당시 사용한 에너지는 약 1,280Wh로, 최대 65km 주행이 가능했다는 것이 라이온 측 분석이다.

당시 사용한 배터리는 삼성SDI 제품이다. 로봇 하드웨어도 이들이 직접 설계하고, 제작했다.

황보제민 교수는 "짧은 배터리 운용 시간은 현재 로봇들의 실전 투입에 큰 장애물로 꼽힌다"며 "라이보2는 한정된 배터리 에너지로 이동할 수 있는 기존 사족보행 로봇의 거리 한계를 넘어섰다"고덧붙였다.

라이보2는 같은 용량의 배터리를 사용했을 때 미국 고스트로보틱스의 비전60(Vision60), 중국 유니트리의 B2·딥로보틱스 등 최대 20km 정도를 이동하는 글로벌 경쟁 사족보행 로봇보다 3배 이상 멀리 이동할 수 있는 성능을 나타냈다.

미국 대통령의 경호에도 투입된 보스턴다이내믹스의 간판 4족보행 로봇 스팟(Spot)도 직접 공개한 공식 사양 기준 최고 속도 시속 5.7km에 평균 배터리 운용 시간이 90분에 불과하다.

라이보2의 배터리 무교체 완주 비결은 ‘에너지 효율’이다. 사족보행 로봇은 다리를 앞뒤로 움직일 때 관절과 감속기에서 마찰이 발생하고, 발이 땅에 닿을 때마다 충격과 미끄러짐으로 에너지를 잃는다. 모터와 전기회로에서도 열이 발생한다. 어느 한 부품의 효율만 높인다고 장거리 주행이 가능해지지 않는 이유다.