한국기술교육대, 계단 넘고 뛰는 사족보행 로봇 개발

[이데일리 김응열 기자] 한국기술교육대 연구팀이 깊이 영상 기반의 사족보행 로봇 파쿠르 기술 개발에 성공했다. 실제 환경에서 발생하는 센서 노이즈 영향을 줄여 로봇이 계단과 단차, 장애물 등을 보다 안정적으로 통과할 수 있도록 한 것이다.

한연희 한기대 컴퓨터공학부 교수 연구팀이 개발한 사족보행 로봇 실험 모습. (사진=한기대)

한국기술교육대(한기대)는 한연희 컴퓨터공학부 교수 연구팀이 ‘깊이 영상’(depth image) 기반의 사족보행 로봇 파쿠르기술 개발에 성공했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과를 담은 논문은 로봇공학·자율주행·지능형 시스템 분야 국제학술대회인 ‘IROS 2026’에 채택됐다.

깊이 영상은 카메라와 물체 사이의 거리 정보를 픽셀 단위로 담은 영상을 말한다. 이는 로봇이 계단·틈·단차·장애물 등 주변 지형의 3차원 구조를 파악하는 데 활용된다. 연구팀은 실제 환경에서 발생하는 깊이 영상의 노이즈 영향을 줄여 로봇이 장애물을 안정적으로 통과하도록 했다.

기존의 시각 기반 보행 로봇 연구는 학습 단계에서 ‘깨끗한 깊이 영상’을 가정하고 실제 운용 시 발생하는 센서 노이즈는 후처리 필터에 의존해 왔다. 그러나 필터의 최적값은 조명·표면 재질·거리 분포에 따라 달라져 환경이 바뀔 때마다 다시 조정해야 하는 한계가 있었다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 로봇이 주변 지형을 이해하고 예측하는 학습 단계에서부터 깊이 영상의 노이즈 영향을 줄이도록 설계된 인식 프레임워크 ‘DAWN(Denoising and Alignment in World models for Noise-robustness)’을 제안했다. DAWN은 노이즈가 섞인 영상과 깨끗한 영상을 함께 비교·학습하도록 설계돼 실제 환경에서도 로봇이 불완전한 영상 정보에 흔들리지 않고 계단·단차 등 주변 지형을 안정적으로 인식할 수 있게 한다.

이 기법은 학습 단계에서만 적용되므로 실제 로봇이 동작할 때 추가 연산 비용이 발생하지 않는다. 또 환경에 따라 필터값을 일일이 조정하지 않아도 돼 조명·표면 재질·거리 조건이 달라지는 다양한 실제 환경에 적용할 수 있다는 장점도 있다.

이번 연구는 컴퓨터공학과 박사수료생인 최요한 학생이 제1저자로 핵심 아이디어 설계와 전체 실험을 주도했다. 석사과정 김민준 학생과 김진성 학생은 시뮬레이션과 실제 로봇 실험·분석에 참여했다. 또 지도교수인 한연희 교수와 김용재 한기대 전자공학과 교수가 공동으로 이번 연구를 이끌었다.

한연희 교수는 “이번 연구를 토대로 불완전한 센서 데이터와 다양한 환경 변화에 대응해야 하는 실환경에서 로봇 인식 기술의 안정성을 높일 수 있을 것”이라고 말했다.