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로봇개가 카메라로 포착한 지형
발의 촉감과 결합해 AI로 학습… 수풀도 장애물로 인식 않고 달려

이달 초 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 IT·가전 전시회 'CES 2022'에서 정의선 현대차그룹 회장이 보스턴다이내믹스의 4족(四足) 보행 로봇개 '스폿'과 함께 등장했다. 정 회장은 "매일 스마트폰을 들고 다니는 것처럼 언젠가는 누구나 스폿을 데리고 다닐 것"이라고 말했다.

로봇개가 진화하고 있다. 과학자들은 로봇개의 상용화 속도를 높이기 위해 다양한 연구를 하고 있다. 속도나 힘이 증가했고, 인공지능(AI)까지 결합하면서 더 똑똑해지고 있다. 머지않아 로봇개가 일상에서 사람을 돕거나 일을 대신할 수 있을 것으로 기대된다.

◇인공지능으로 지형 맞춰 보행

중국 관영 CCTV는 최근 중국 과학자들이 개발한 로봇개 '야크(YAK)'를 공개했다. 중국 언론들은 세계에서 가장 크고 무거우며 험지에서도 작동하는 군용 로봇개라고 설명했다. 크기는 성인 남성 키의 절반 정도이다.

야크 로봇은 최대 160㎏까지 짐을 싣고 시속 10㎞까지 달릴 수 있다. 로봇개는 주변 지형과 환경을 감지할 수 있는 센서를 장착했다. 진흙 길이나 설원, 계단 등 다양한 지형에 배치될 수 있다. 또 12개의 관절 덕분에 로봇은 앞뒤로 움직이고 전력 질주, 도약 등 여러 행동도 소화할 수 있다. 야크는 일반 차량이 통과하기 어려운 고원이나 사막, 숲에 군수품을 보급할 수 있고, 정찰을 통해 정보 수집도 할 수 있다고 CCTV는 전했다.

AI가 결합하면서 로봇개는 더 똑똑해졌다. 스위스 취리히 연방공대의 마르코 후터 교수 연구진은 "로봇개 '애니말(ANYmal)'이 해발 1098m 에첼산 정상까지 사람보다 먼저 올라갔다"고 지난 19일 국제 학술지 '사이언스 로보틱스'에 밝혔다. 연구에는 카이스트 기계공학과 황보제민 교수도 참여했다.

애니말은 정상 인근 해발 978m 지점에서 출발해 한 번도 넘어지거나 미끄러지지 않고 31분 만에 정상까지 올라갔다. 일반 등산객의 속도보다 4분 빨랐다. 후터 교수는 "로봇은 카메라로 포착한 주변 환경의 시각 정보를 발에 닿는 촉감과 결합해 AI로 학습했다"며 "이를 통해 험난한 길을 더 빠르고 효율적으로 돌파할 수 있었다"고 말했다.

보통 로봇개는 레이저와 카메라로 주변 정보를 수집한다. 그러다 보니 수풀이나 웅덩이 같은 곳을 장애물로 인식해 돌아가야 한다. 흙먼지나 안개에도 시야가 가려진다. 이번에는 AI를 통해 시각 정보와 다리에서 느끼는 촉감을 결합, 학습해 한계를 극복한 것이다.

◇로봇개 연구는 소프트웨어가 90%

로봇개는 미국 보스턴다이내믹스가 2005년 처음 개발했다. 2019년 9월부터 '스폿'을 시판 중이다. 현대차그룹은 2020년 보스턴다이내믹스를 인수했다. 네이버랩스는 미국 매사추세츠공대(MIT) 김상배 교수의 미니 치타로 로봇개의 성능을 개선하는 연구를 하고 있다. 미니 치타는 뒤공중제비까지 성공했다. 하지만 전문가들은 아직 완전한 상용화 단계라고 말하기는 이르다고 입을 모은다.

먼저 실생활에 적용되려면 험지에서도 빠르게 이동할 수 있어야 한다. 황보제민 교수는 "현재 로봇개들은 평지에서 빠르게 이동할 수 있지만 산이나 계단 같은 오르막과 내리막이 있는 환경에서는 달리기가 어렵다"고 말했다.

김인혁 네이버랩스 로보틱스 책임리더도 "계단을 비롯한 다양한 지형에서 자율 이동하기 위해서는 운동 성능만 아니라 지형을 인식하고 이에 맞게 보행을 제어할 수 있어야 한다"고 했다. 주변 환경을 제대로 파악해야 빠르게 이동하는데, 환경 정보를 처리하는 기술이 난제라는 것이다.

이를 위해서는 로봇개의 '뇌'에 해당하는 소프트웨어 개발이 필수적이다. 네이버랩스는 "김상배 교수에 따르면 전 세계 로봇개 연구의 90%가 소프트웨어 연구"라며 "주변을 인지하고 지도를 잘 만들 수 있어야 한다"고 했다. 네이버랩스는 전 세계 연구실에 미니 치타를 배포해 연구 중이다. 스위스 로봇개 애니말처럼 네이버랩스도 프랑스의 한 연구소와 함께 미니 치타에 AI를 적용하고 있다.

이런 문제만 극복하면 로봇개는 위험한 재난 현장이나 공장 등에 투입할 수 있을 것으로 기대된다. 이미 현대차그룹은 여러 공장에 스폿을 시범 투입했다. 애니말은 북해 해상 변전소에서 혼자 검사 작업을 진행했다. 황보제민 교수는 "앞으로 로봇개 수요가 많아 미래 전망이 밝다"며 "이르면 5년 안에 로봇개들이 상용화될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

[그래픽] 진화하는 4족 보행 로봇개 기고자 : 유지한 기자
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