손흥민도 놀란 실력… 현대차, ‘라보나 킥’ 성공한 휴머노이드 로봇 기술공개

월드컵 캠페인 통해 이족보행 로봇 아틀라스 기술소개
인간의 골격 구조와 다른 기계적 한계 넘기 위해
모션캡처 등 신기술 적용
정밀 전신 제어 메커니즘 확보 완료

현대차, 선수 같은 아틀라스의 축구 기술 훈련법 비하인드 공개. 현대차 제공

현대차, 선수 같은 아틀라스의 축구 기술 훈련법 비하인드 공개. 현대차 제공

현대차, 선수 같은 아틀라스의 축구 기술 훈련법 비하인드 공개. 현대차 제공

현대자동차가 다가오는 지구촌 축제를 앞두고 로봇의 유연한 움직임을 개발하는 과정을 상세히 공개했다. 현대차는 지난 4일 이족보행 로봇이 인간의 고난도 운동 동작을 습득하는 과정을 담은 기록 영상을 선보였다. 이와 함께 기술 개발을 주도한 보스턴다이나믹스도 휴머노이드 로봇 아틀라스가 고차원의 축구 기술을 체득한 구체적인 훈련 방식을 공유했다.

이번 프로젝트는 현대차가 추진하는 월드컵 연계 기술 캠페인의 한 갈래다. 기계가 인간의 스포츠 동작을 학습하며 자율 제어 영역을 확장해 나가는 실증 과정을 보여줌으로써, 미래형 자동화 기술이 이미 현실화 단계에 접어들었음을 증명하려는 취지다. 실제 아틀라스는 단순한 공 전달과 슈팅을 넘어 다리를 뒤로 교차해 상대를 속이며 공을 차는 고스트 라보나 킥까지 정교하게 완수해 내며 관련 업계와 대중의 이목을 끌었다.

개발진에 따르면 이족보행 기계가 사람처럼 부드럽게 기동하기 위해서는 신체 균형, 역동적인 시간차 계산, 사지 협응, 환경 적응력이 유기적으로 결합해야 한다. 연구진이 수많은 종목 중 축구를 선택한 이유도 여기에 있다. 축구는 전신 제어와 정밀한 움직임이 동시다발적으로 발생하는 스포츠이기 때문에 로봇의 물리적 제어 한계를 시험하고 고도화하는 데 가장 적합한 환경이라는 판단이다.

기술 구현의 첫 단계는 실제 선수의 역동적인 생체 움직임을 데이터로 바꾸는 모션캡처 작업이다. 이후 수집된 정보를 로봇의 기계적 규격에 맞추는 리타게팅 공정을 거쳤다. 외형은 인간과 닮았으나 관절의 가동 반경과 기계적 한계가 명확히 다르기 때문에 이를 정밀하게 보정하는 수학적 변환 과정이 필수적이다.

현대차, 선수 같은 아틀라스의 축구 기술 훈련법 비하인드 공개. 현대차 제공

현대차, 선수 같은 아틀라스의 축구 기술 훈련법 비하인드 공개. 현대차 제공

연동된 데이터는 인공지능 강화학습을 통해 가공됐다. 로봇은 주어진 동작을 단순 복제하는 수준을 넘어, 자신의 중량과 전기모터의 출력 특성을 계산해 가며 최적의 균형감과 물리적 힘 전달 방식을 스스로 터득했다. 이 과정에서 움직임에 따르는 관성과 질량 중심의 변화를 기계 스스로 보정하는 능력이 배양됐다.

특히 클라우드 기반 연산 인프라를 활용해 수천 개의 가상 시뮬레이션을 병렬로 가동했다. 이를 통해 기계는 단 하루 만에 인간 기준으로 약 1년 동안 겪을 법한 시행착오 데이터를 압축 수집하며 학습 속도를 획기적으로 끌어올렸다. 가상 환경에서 완성된 제어 값은 실제 하드웨어에 대입되었을 때 첫 시도부터 오차를 최소화하며 구동됐다.

난도가 높은 고스트 라보나 킥의 경우, 주행 방향을 급격히 바꾸는 페인트 동작과 도약, 착지 시 발생하는 회전 관성을 제어하는 것이 최대 난제였다. 연구진은 신체 모든 관절 부위를 단일 네트워크로 묶어 다스리는 전신 제어 기술을 통해 기동성과 균형을 동시에 확보했다.

또한 이러한 스포츠 기반 학습이 향후 실제 산업 현장으로 직결된다고 설명했다. 가변적인 환경에서 이동과 정밀 조작을 동시에 수행하는 알고리즘은 물류창고나 제조 공정에서 중량물을 운반하고 장애물을 회피하는 고난도 작업에 고스란히 치환될 수 있다. 위험도가 높거나 반복성이 강한 현장에 투입되어 인간의 노동 부담을 경감시키는 장치로 발전시키는 것이 궁극적인 목표다.

실제로 아틀라스는 앞서 23kg 무게의 구조물을 들어 올려 지정된 선반에 배치하는 등 정밀 제어력을 증명한 바 있다. 단순 중량물 이송을 넘어 역동적인 전신 기동까지 성공하며 휴머노이드 제어 기술의 고도화를 이뤄냈다. 현대차와 보스턴다이나믹스는 앞으로도 다양한 연계 과제를 통해 이족보행 로봇의 실용적 활용 반경을 넓혀갈 계획이다.

김상준 기자 ksj@donga.com