[더테크 이지영 기자]  KAIST가 시각 정보를 기반으로 주변 환경을 인식하고 스스로 판단해 움직이는 인지형 보행 로봇 기술을 개발했다. 기존 ‘블라인드 보행’의 한계를 넘어, 사람처럼 보고 판단하며 걷는 수준의 로봇 구현에 한 걸음 다가섰다는 평가다.

KAIST 전기및전자공학부 명현 교수 연구팀은 연구실 창업기업 유로보틱스와 공동으로 사족보행 로봇 제어 기술 ‘드림워크++(DreamWaQ++)’를 개발했다고 밝혔다. 해당 연구는 세계 최고 권위 로보틱스 학술지인 IEEE Transactions on Robotics(T-RO)에 게재됐다.

기존 ‘드림워크(DreamWaQ)’는 관절 엔코더와 관성 센서 등 자기수용 감각만으로 지형을 추정하는 ‘블라인드 보행’ 기술로, 시각 정보 없이도 안정적인 이동이 가능했다. 다만 장애물과 직접 접촉한 이후에야 반응하는 한계가 있었다.

이번 드림워크++는 카메라와 라이다(LiDAR) 기반 외수용 감각을 결합해 이러한 한계를 극복했다. 로봇이 장애물을 사전에 인지하고 보행 전략을 실시간으로 수정하는 ‘인지 기반 보행’을 구현한 것이 핵심이다. 특히 다중 감각 강화학습 구조를 적용해 경량 연산 환경에서도 실시간 제어가 가능하도록 설계됐다.

기술적 완성도도 실험을 통해 입증됐다. 계단 주행 테스트에서는 50개 계단(수평 30.03m, 수직 7.38m)을 35초 만에 완주하며 기존 제어기 대비 우수한 성능을 보였다. 또한 35° 급경사 환경에서도 안정적으로 등반했으며, 자세 제어를 통해 후방 모터 토크를 약 1.5배 절감했다.

아울러 다양한 장애물 환경에서 별도의 경로 계획 없이 최적 경로를 스스로 선택하고, 낙차 지형에서는 자발적으로 탐색 행동을 수행하는 등 학습 기반 인지 능력을 확인했다. 2.5kg 하중 상태에서도 41cm 장애물을 극복했으며, 시뮬레이션에서는 최대 1.5m 수준 장애물 대응 가능성도 입증됐다.

특히 낮은 높이 장애물만 학습했음에도 더 높은 계단에서 약 80% 성공률을 기록해, 새로운 환경에 대한 적응 능력도 확보했다.

연구팀은 해당 기술이 재난 대응, 산업 설비 점검, 산림·농업 등 극한 환경에서 활용될 수 있을 것으로 보고 있다. 명현 교수는 “로봇이 단순 이동을 넘어 환경을 이해하고 판단하는 단계로 진화했다”며 “지능형 이동 기술로 확장해 실제 산업 적용을 추진할 것”이라고 밝혔다.