피망머니상 계단에선 ‘성큼’ 걷고 숲길에서는 ‘휙휙’ 뛰고···스스로 상황 판단해 이동하는 사족보행 로봇 > 자유게시판

피망머니상 틈을 뛰어넘고 계단에서는 보행 방식을 바꾸며, 숲길에서도 안정적으로 균형을 잡는 등 스스로 주변 환경에 맞게 보행 전략을 선택해 움직이도록 할 수 있는 사족보행 로봇 기술이 개발됐다. 기존 사족보행 로봇은 서로 다른 유형의 장애물이 연속적으로 나타나는 곳에서는 속도와 안정성 확보하기 어려운 한계가 있었다.
카이스트(KAIST)는 박해원 기계공학과 교수 연구팀이 걷기와 달리기, 점프 등 다양한 보행 기술을 실시간으로 선택·전환하며 빠르고 안정적으로 이동할 수 있는 사족보행 로봇 제어기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
사족보행 로봇은 네 개의 다리를 이용해 움직이기 때문에 바퀴형 로봇 등에 비해 험한 지형에서도 빠르고 안정적으로 이동할 수 있는 장점이 있다. 그러나 계단과 단차, 디딤돌, 틈, 나뭇가지 등 여러 유형의 장애물이 섞여 연속적으로 나타나는 야외 환경에서는 속도와 안정성을 동시에 확보하는 데 어려움이 있었다.
연구팀은 이런 한계를 극복하기 위해 ‘행동 사전학습 기반 트랜스포머 강화학습(APT-RL)’이라는 새로운 학습 기반 제어기술을 개발해 냈다. 로봇이 걷기와 달리기, 점프 등 다양한 보행 기술을 미리 익힌 뒤 실제 상황에 맞게 보행 방식을 자유롭게 조합하고 전환하도록 할 수 있는 기술이다.
연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 다양한 보행 기술을 담은 15시간30분 분량의 학습데이터를 생성해 로봇의 기본 운동 능력 학습에 활용하고, 로봇의 움직임 원리를 수학적으로 표현한 동역학과 궤적 최적화 기법을 적용해 사족보행 로봇에게 빠르고 효율적으로 보행 기술을 학습시킬 수 있도록 했다. 또 시행착오를 반복하며 최적의 행동을 스스로 학습하는 인공지능(AI) 기법을 적용해 복잡한 3차원 지형에서도 상황에 맞는 보행기술을 스스로 선택하고 전환할 수 있는 사족보행 로봇을 구현했다.
연구팀은 자체 개발한 사족보행 로봇 ‘카이스트 하운드(HOUND)’에 제어기술을 탑재해 실내외 환경에서 성능 검증도 진행했다. 계단과 잔디, 경사로가 포함된 도시 지형뿐 아니라 쓰러진 나무와 노출된 뿌리, 낙엽 등이 있는 자연 지형에서도 실시간으로 보행 기술을 전환하고 빠른 속도와 안정성 유지하며 이동하는 것이 확인됐다.
박 교수는 “이번 연구는 사족보행 로봇이 실내나 야외의 복잡하고 비정형적인 지형을 인식하고, ‘어떻게 걸을 것인가’를 스스로 결정하는 시대를 연 것”이라며 “향후 재난 현장이나 국방 임무, 산업시설 등 험한 환경에서도 피지컬 AI 기반 보행 로봇의 활용 가능성을 넓히는 기반 기술이 될 것으로 기대한다”고 말했다.
카이스트 기계공학과 박재현 박사과정생과 강준길 전 국방과학연구소 연구원이 공동 제1저자로 참여하고, 박 교수와 홍승우 고려대 교수가 공동 교신저자로 참여한 이번 연구 결과는 로봇 분야 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스(Science Robotics)’ 7월호 표지 논문으로 실렸다.
지난주 전국에 내린 비로 인해 주택과 도로가 잠기고 낙석이 유출되는 등 피해가 이어졌다. 호우특보는 모두 해제됐지만 일부 지역에 다시 비가 예보됐고 경북지역은 ‘경계’ 단계 산사태 위기경보가 발령됐다. 정부는 중앙재난안전대책본부(중대본) 체제를 유지하기로 했다.
19일 행정안전부 중대본 집계를 보면 지난 17일 0시부터 이날 오후 4시까지 내린 비로 전국에서 접수된 호우 피해는 모두 861건이다. 주택과 도로 등 침수 피해가 259건, 토사와 낙석 유출 등 피해가 602건 접수됐다. 경북 김천에서는 3㏊ 농작물 피해도 있었다.
많은 비가 쏟아지면서 주민 대피도 잇따랐다. 이날 오후 4시 기준으로 대구와 경기, 충남북, 경북 등 6개 시도 22개 시군에서 542가구 736명이 일시 대피했다 대부분 귀가했으나, 18가구 58명은 임시주거시설이나 친인척 집 등에 머물고 있다.
이번 호우로 가장 큰 피해가 발생한 곳은 경북이다. 영주(206.8㎜), 안동(189㎜)과 의성(157.5㎜)을 중심으로 폭우가 쏟아지면서 하천이 범람하고 도로가 유실된 데다 산사태 위험까지 겹쳤다. 안동과 의성 등 8개 시군에서 321가구 420명이 사전 대피했다.
의성군 단촌면 구계리에서는 도로가 유실되고 하천 범람 우려가 커지면서 주민과 캠핑장 야영객 등 155명이 대피했고, 지난해 대형산불로 터전을 잃은 이재민 임시주택도 12동이 침수됐다. 안동시 일직면 귀미리에서도 하천이 범람해 산불 이재민 임시주택 11동에 물이 들어찼다. 안동과 의성에서는 상수도 관로가 유실돼 212가구가 단수 피해를 겪었다.
강원지역에서도 화천 국도 5호선과 영월 국도 31호선이 낙석으로 차량 통행이 통제되고, 홍천과 인제에서 농경지 유실과 비닐하우스 침수 피해 등이 발생했다. 이 밖에 경기 양주에서는 주택 옹벽이 무너지면서 60대 여성이 추락해 다쳤고, 전남광주 장성과 충북지역에서 나무 전도와 낙뢰 등으로 전력 공급이 끊기는 등 피해가 이어졌다.
이번 호우로 인한 인명피해는 아직 공식 집계되지 않았다. 다만 이날 오후 2시28분쯤 경북 문경 선유동계곡에서 60대 남성이 물살에 휩쓸려 떠내려갔다 1시간30분 만에 발견돼 병원으로 옮겨졌지만 숨졌다. 전날 강원 영월군에서는 주천강 보를 건너던 40대 남성이 실종됐고, 경기 수원에서는 하천에서 물놀이를 하던 중학생이 물에 빠져 숨졌다.
중대본은 호우특보가 해제됐어도 당분간 대응체제를 유지하기로 했다. 특히 경북에는 중대본 차장을 급파해 일시대피자 긴급 구호와 피해시설 응급 복구, 산사태 예방 조치 등을 지휘하도록 했다. 앞서 내린 비와 지난해 대형산불 피해지역 지반 취약성 등으로 경북은 이날 오전 8시를 기해 산사태 위기경보를 ‘주의’에서 ‘경계’로 상향했다.

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