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  1. 2011.10.14 뛰는 로봇 휴보의 비밀은 발바닥에 있다?

'휴보2'는 국내 최초의 두 다리로 달리는 로봇으로 KAIST에서 2009년 개발을 완료했다.
달리는 인간형 로봇의 개발은 2004년 일본 혼다의 ‘아시모’와 2009년 도요타 ‘파트너’에 이어 세계 세 번째다.

두 발로 달리는 로봇은 2004년 일본의 아시모가 처음 성공해 당시 세계적인 화제가 됐으며, 일본을 제외하면 미국, 유럽 등도 아직 성공하지 못한 고난도 기술이다.

KAIST 휴머노이드 로봇연구센터가 2004년 공개한 인간형 로봇 ‘휴보’의 업그레이드 버전인 휴보2는 최대 시속 3.6km로 달릴 수 있으며, 최대 보폭은 30cm으로, 1초에 3보 이상을 뛸 수 있다.
걷는 속도도 과거 휴보가 시속 1.2km였던 것이 지금은 1.8km로 빨라졌다.

휴보2는 한번 뛸 때마다 20∼30ms(밀리세컨드; 1ms는 1000분의 1초)동안 공중에 떠 있을 수 있다.
인간형 로봇은 달리는 도중에도 계속 로봇의 무게중심을 제어하는 것이 가장 어려운데, 이는 아랫배에 균형센서를 넣어 해결했다.

인간형 로봇이 걷고 달리는 데 가장 중요한 기술은 발바닥과 균형 잡기다.

발바닥과의 균형 잡기에 따라 로봇의 걸음걸이 형태가 결정된다.

휴보2가 안정적으로 걷는 비결은 발바닥에 붙어 있는 작은 고무패드다.

2001년 인간형 로봇연구를 시작한 KAIST 연구팀은 걸음걸이가 안정적이지 못한 원인을 살펴본 결과, 보기엔 평평해 보이는 바닥도 사실은 울퉁불퉁해 로봇의 민감한 발목 센서를 오히려 둔하게 만들 필요가 있었다.

그리고 로봇 발바닥에 고무패드를 붙여보자는 아이디어를 냈고, 실험은 성공했다.
그 후 KAIST 휴머노이드 로봇연구센터에서 만드는 로봇에는 모두 고무패드가 붙어 있다.

KAIST 연구팀은 좀 더 사람처럼 걷고 달릴 수 있는 로봇을 만들기 위해 기존 휴보의 보행 알고리즘을 수정하여 무릎을 펴고 걸을 수 있게 했고, 달릴 수 있는 휴보를 만들기 위해서 경량화와 빠른 액추에이터 성능을 실현했다.

또 경량화를 위해 프레임의 기초 설계부터 다시 시작했으며, 모터 또한 DC 모터에서 BLDC 모터로 변경하여 작은 크기에 더 큰 힘을 낼 수 있도록 했다.

그리고 로봇의 경량화에 중점을 둔 휴보2의 키는 120cm로 기존 휴보와 동일하지만 몸무게는 37kg(배터리 및 케이스 제외)으로 20kg 가까이 줄었다. 

이 밖에 휴보2의 온 몸에는 총 40개의 관절이 있어서 사람처럼 손목을 빙빙 돌릴 수 있으며, 5개의 손가락으로 복잡한 형태의 물건도 떨어뜨리지 않고 쥘 수 있다.

<오준호 KAIST 휴머노이드 로봇연구센터 소장>

 

posted by 글쓴이 과학이야기

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