베이징, 인간처럼 달리는 순수 전동 휴머노이드 로봇 '톈궁' 공개

수십 킬로그램에 달하는 금속 로봇이 사람처럼 두 발을 번갈아 공중에 띄우며 달리는 기술은 로봇 공학에서 손꼽히는 난제였습니다. 그동안 이런 동작은 대개 값비싸고 다루기 까다로운 유압식 시스템의 몫이었습니다.

베이징 휴머노이드 로봇 혁신센터는 전기 구동 방식으로 자연스럽게 달릴 수 있는 실물 크기 휴머노이드 로봇 '톈궁(天工)'을 공개했습니다. 시속 6km 속도로 안정적인 주행이 가능합니다.

유압 대신 전기 모터로 달리는 43kg 로봇

공개 현장에서 흑회색 외관의 톈궁은 팔을 앞뒤로 흔들며 달려 나왔고, 관람석 가장자리에 도달하자 방향을 틀어 무대 중앙으로 복귀했습니다.

톈궁의 크기는 키 1.63m, 몸무게 43kg으로 비교적 날렵합니다. 다리마다 6개의 관절이 있고 팔에는 각각 3개의 관절이 배치되어 있습니다.

슝요우쥔 혁신센터 총경리는 달릴 때 발이 지면에서 떨어지며 발생하는 관절 토크가 일반 보행의 3~4배에 달한다고 설명했습니다. 착지 시 발생하는 충격과 공중에 뜨는 순간의 불안정성을 제어하는 것이 최대 과제였습니다.

이를 해결하기 위해 로봇에는 초당 550조 회 연산이 가능한 프로세서와 여러 시각 센서, 고정밀 관성측정장치(IMU), 3D 비전 센서, 6축 힘 센서가 탑재되었습니다.

시각 정보를 차단한 상태에서도 경사로와 계단을 안정적으로 통과하며, 발을 헛디디거나 걸려 넘어질 뻔한 상황에서도 신속하게 보폭을 재조정합니다.

인간의 주행 데이터를 모방해 학습

제어 알고리즘에는 자체 개발한 '상태 기억 기반 예측형 강화 모방 학습'이 적용되었습니다.

인간의 다양한 달리기 동작 영상을 수집해 각 관절의 위치와 속도 정보를 추출한 뒤, 로봇이 이를 모방하도록 훈련시킨 방식입니다. 기존 모델 예측 제어의 낮은 환경 적응성과 단순 강화 학습의 위치 제어 오차를 함께 보완하려는 시도입니다.

센터 측은 톈궁을 오픈형 모체 플랫폼으로 운영하겠다고 밝혔습니다. 통신 인터페이스를 개방하고 하드웨어와 소프트웨어 확장을 지원해 다른 기업들이 하부 플랫폼을 재개발할 필요 없이 맞춤형 로봇을 개발할 수 있도록 돕겠다는 구상입니다.

왜 중요한가

우리는 톈궁이 고가의 유압 구동계 대신 순수 전기 모터 방식으로 실물 크기 인간형 주행을 구현했다는 점에 의미가 있다고 봅니다. 전기 구동은 유압 장치보다 생산 비용과 유지보수 부담이 훨씬 적어 상용화와 대량 양산에 필수적이기 때문입니다.

오픈 플랫폼 전략 역시 영리한 접근으로 보입니다. 하드웨어 플랫폼 구축 여력이 부족한 스타트업이나 연구기관이 굳이 바퀴나 관절 설계를 처음부터 다시 하지 않고, 응용 인공지능 연구에 집중할 수 있는 발판이 될 수 있습니다.

하지만 시속 6km는 인간의 가벼운 조깅 수준에 불과합니다. 팔 관절도 한쪽에 3개씩만 달려 있어 복잡한 작업 도구를 다루는 데는 한계가 뚜렷합니다. 사실상 하체 기동 성능을 입증한 단계인 만큼, 손을 달고 실제 산업 현장의 작업을 수행할 수 있을지는 더 지켜볼 일입니다.