20kg 물건 들고 걷는 휴머노이드 개발…이종원 KIST 단장 과학기술인상

핵심 부품 국산화하고 에너지 효율 2배 이상 높인 'KAPEX' 구현

LG전자에 기술이전…병원·공공시설서 장기간 작업 실증 추진

[사진=뉴시스] 한국과학기술연구원(KIST)이 LG전자와 공동 개발한 AI 휴머노이드 '케이팩스(KAPEX)' (사진=KIST 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]심지혜 기자 = 20kg이 넘는 물건을 들고도 균형을 잡으며 걸을 수 있는 한국형 인공지능(AI) 휴머노이드를 개발한 이종원 한국과학기술연구원(KIST) 휴머노이드연구단장이 11월 대한민국 과학기술인상 수상자로 선정됐다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이종원 KIST AI로봇연구소 휴머노이드연구단장을 11월 대한민국 과학기술인상 수상자로 선정했다고 4일 밝혔다.

이 단장이 이끄는 연구진은 한국형 차세대 AI 휴머노이드 플랫폼 'KAPEX(케이펙스)'를 개발했다. KAPEX는 사람처럼 두 발로 걷고 양손으로 물건을 다룰 수 있는 로봇이다. 구동기와 관절, 센서, AI 등 로봇의 움직임과 판단에 필요한 기술을 자체 개발해 하나의 시스템으로 통합했다.

특히 사람의 관절 크기에 들어갈 정도로 작으면서도 최대 300뉴턴미터(Nm)의 회전력을 내는 고출력 구동기를 개발했다. 이는 1m 길이의 막대 끝에 30kg짜리 쌀 포대를 매달아도 버틸 수 있는 수준이다. 사람의 근골격 구조를 본뜬 복합관절과 발가락·발목의 움직임을 제어하는 7자유도 다리 관절도 적용했다.

이를 통해 KAPEX는 20kg 이상의 물체를 들고 이동하면서 균형을 유지할 수 있다. 손끝에는 물체와 접촉하는 감각과 가해지는 힘을 감지하는 센서를 탑재해 물건의 특성에 따라 쥐는 힘을 조절할 수 있도록 했다.

[서울=뉴시스]이종원 한국과학기술연구원(KIST) 단장을 중심으로 한 연구진이 한국형 인공지능(AI) 휴머노이드 플랫폼 'KAPEX(케이펙스)'의 다리 관절 움직임과 제어 성능을 시험하고 있다. (사진=과기정통부 제공) *재판매 및 DB 금지

연구진은 구동기와 관절, 제어기술을 함께 개선해 휴머노이드 전신의 에너지 효율도 기존보다 2배 이상 높였다. AI를 활용해 주변 환경을 인식하고 로봇의 움직임을 판단하는 기술도 개발했다.

이번 연구는 기술이전과 기업 간 협력으로도 이어졌다. 연구진은 지난해 9월 KAPEX의 주요 기술을 LG전자에 이전했으며, 이후 로봇 개발부터 AI와 배터리, 생산까지 연계하는 협력체계를 구축했다.

협력에는 LG전자가 로봇 플랫폼, LG AI연구원이 피지컬AI, LG에너지솔루션이 휴머노이드 전고체배터리, 로보스타가 생산 분야를 맡아 참여한다. 위로보틱스와 서울대·KAIST·고려대·경희대, 한림대성심병원 등도 함께하고 있다.

향후에는 병원과 공공시설 등 실제 생활 공간에서 휴머노이드가 장기간 작업을 수행하는 실증을 추진할 계획이다.

다만 휴머노이드가 실제 산업 현장에서 오랜 시간 안정적으로 일하기 위해서는 추가적인 기술 개발이 필요하다. 이 단장은 사람이 일일이 지시하지 않아도 작업을 이어가는 자율성과 장시간 사용에도 고장 나지 않는 내구성을 주요 과제로 꼽았다.

[서울=뉴시스] 한국과학기술연구원(KIST) 휴머노이드연구단 연구진이 한국형 인공지능(AI) 휴머노이드 'KAPEX(케이펙스)'와 함께 기념촬영을 하고 있다. (사진=과기정통부 제공) *재판매 및 DB 금지

이 단장은 휴머노이드의 상용화 기준에 대해 "시연장이 아니라 실제 일터에서, 사람이 옆에서 조종하거나 지켜보지 않아도 몇 달 동안 꾸준히 제 몫의 일을 해내는 것"이라며 "그리고 그 로봇을 쓰는 분들이 '돈이 아깝지 않다, 계속 쓰고 싶다'고 느끼는 것"이라고 설명했다.

이어 "이번 연구는 한국형 AI 휴머노이드 플랫폼 개발을 통해 국내 로봇 산업 생태계의 기반을 마련한 데 의의가 있다"며 "앞으로도 민관 협력을 바탕으로 제조·물류·돌봄 등 다양한 분야에서 사람을 돕는 AI 휴머노이드 기술의 글로벌 경쟁력을 확보해 나가겠다"고 밝혔다.

이 단장은 포항공과대학교 기계공학과에서 학사·석사·박사 학위를 취득한 피지컬AI·웨어러블 로봇 분야 연구자다. 과기정통부의 STEAM 연구사업 등의 지원을 받아 이번 연구를 수행했으며, 해외 등록 특허 55건과 기술이전 2건의 성과를 거뒀다.

한편 대한민국 과학기술인상은 최근 3년 동안 우수한 연구 성과를 낸 과학기술인을 매월 1명 선정하는 상이다. 수상자에게는 부총리 겸 과기정통부 장관상과 상금 1000만원이 수여된다. 올해부터 기존 이달의 과학기술인상의 명칭을 대한민국 과학기술인상으로 변경해 운영하고 있다.


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