현대자동차그룹 계열사인 미국 보스턴다이내믹스가 대표 휴머노이드 로봇 ‘아틀라스’에 바퀴를 장착한 연구용 테스트베드를 공개하며 로봇 제어 기술의 새 기준을 제시했다. 기존의 다리 중심 보행 방식을 벗어나 바퀴 기반 주행을 도입함으로써 전신 제어 역량을 한층 고도화하는 데 주력하고 있다.
이번 연구는 전통적인 모터 제어 방식과 최신 강화학습 기술을 융합해, 실제 산업 환경에서 마주칠 수 있는 다양한 변수에 능동적으로 대응하고 로봇의 구동 안정성과 적응성을 크게 향상시킨 것이 특징이다.
10일 보스턴다이내믹스 발표에 따르면, 아틀라스 팀 연구진은 구동기와 물리 모델의 한계 성능을 평가하기 위해 아틀라스의 발목 부위에 바퀴를 맞춤형 어댑터로 결합하는 실험을 진행했다.
이 바퀴형 아틀라스는 양산용 제품이 아닌, 극한의 제어 능력을 시험하는 연구 전용 플랫폼이다. 출발, 회전, 정지 등 다양한 동작 상황에서 모터가 넓은 토크와 속도 범위를 경험하도록 조성했으며, 상용 스쿠터용 휠 림을 활용해 실험 환경을 구축했다.
고전적 모터 제어와 강화학습 융합해 복잡 환경 대응력·안정성 극대화
아틀라스는 시뮬레이션에서 수백만 차례 강화학습을 수행한 뒤, 실시간 고유 감각 피드백과 운행 명령을 처리하고 있다. 이를 통해 평지 고속 주행뿐 아니라 360도 회전 점프, 제자리 회전(피루엣), 측면 다단 주행 같은 고난도 동작도 완벽하게 소화한다.
특히 사람이 발을 끌며 이동하는 모션을 학습시킨 후, 스스로 바퀴 방향을 조율해 주행으로 전환하는 전신 제어 능력도 입증되었다. 이는 급변하는 환경에 대해 적응력이 뛰어나다는 점을 의미한다.
이 연구는 시뮬레이션과 실물 하드웨어 간의 ‘성능 갭(Sim-to-Real gap)’을 줄이는 데 초점을 맞췄다. 실제 로봇 모터 특성 데이터로 시뮬레이션 모델을 정밀 보정하고, 저수준 제어 파라미터를 환경별로 맞춤 조정했다.
또한 아틀라스는 초기 설계 단계부터 대량 생산성과 정비 용이성을 고려해 제작되어 하드웨어 개조가 자전거 바퀴 교체 수준으로 간단하며, 소프트웨어 역시 발목 회전 모델을 바퀴로 직관적으로 대체해 테스트를 완료했다.
현대차-보스턴다이내믹스 협력 확대, 산업현장 맞춤형 로봇 적용 본격화
이번에 확보한 제어 기술은 바퀴형 아틀라스뿐 아니라 기존 다리형 아틀라스 제어 프레임워크에도 활발히 적용되고 있다. 구동계 역학과 전신 강화학습을 연계해 하드웨어 성능 한계를 확장하는 방향으로 발전 중이다. 앞으로는 구동기 장애 및 외부 충격 같은 예기치 않은 상황에 대한 대응력과 안전성, 신뢰성 검증도 지속 진행할 계획이다.
한편, 보스턴다이내믹스는 현대차그룹과 협력해 아틀라스의 산업 현장 적용을 확대하고 있다. 지난해 9월 미국 조지아주에 ‘로보틱스 메타플랜트 애플리케이션 센터(RMAC)’를 신설해 완성차 부품 물류와 조립 순서화 훈련을 시행 중이다.
이번 바퀴 실험으로 발전시킨 전신 제어 기술을 기존 표준형 아틀라스에 적용하는 작업은 완성차 생산 현장에서 로봇의 작업 효율과 안정성을 동시에 높이기 위한 다각도의 기술 개발로 평가된다.
현대차그룹과 보스턴다이내믹스의 협업은 로봇 기술의 산업 현장 맞춤형 진화를 가속화하며, 향후 스마트 제조 혁신을 위한 핵심 동력으로 성장할 전망이다.
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