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휴보
휴보(Hubo)는 한국 카이스트(KAIST) 오준호 교수팀이 개발한 휴머노이드 로봇이다. 2002년 1월부터 개발하기 시작하여 2004년 12월 완성했다. 키 120cm 정도의 크기로, 2족 보행을 할 수 있다. 걷기, 계단 오르기, 문 열기, 악수하기, 밸브 잠그기, 장애물 피하기, 운전하기 등의 동작을 할 수 있다. KHR-3 Hubo, Albert Hubo, Jaemi Hubo 등 여러 모델이 있다. 2015년 세계재난로봇대회인 다르파 로봇 챌린지(DRC)에서 1위를 차지해 상금 200만 달러(=20억원)를 받았다.
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개요[편집]
휴보는 대한민국 최초로 개발된 두 발로 걸을 수 있는 휴머노이드 로봇이다. 휴보는 휴머노이드(Humanoid)와 로봇(Robot)의 합성어로, 2004년 12월 카이스트 기계공학과 오준호 교수팀이 개발한 인간형 로봇이다. 이 로봇은 키 120cm, 몸무게 55kg이고, 35㎝의 보폭으로 1분에 65걸음(시속 1.25㎞)을 걸을 수 있다. 2002년 1월 인간형 로봇 개발을 시작하여, 2002년 8월 국내 첫 인간형 로봇인 KHR-1의 몸체를 만들고, 2003년 1월에는 KHR-1을 걷게 하였다. 이어 2003년 12월 KHR-2의 몸체를 제작하였고, 2004년 8월 KHR-2는 줄을 끊고 걷기 시작했다. 이 KHR-2를 발전시켜 내놓은 모델이 휴보이다. 41개의 전동기(모터)를 갖고 있어 몸을 자연스럽게 움직일 수 있으며, 따로 움직이는 손가락으로 가위 바위 보도 할 수 있다. 인간과 블루스도 출 수 있으며, 손목에 실리는 힘을 감지하여 악수할 때 적당한 힘으로 손을 아래위로 흔들기도 한다.[1] 2005년 11월 부산에서 열린 아시아태평양경제협력체(APEC) 정상회담에서는 알버트 아인슈타인의 얼굴 모습을 한 '알버트 휴보'가 공개되기도 하였다. 알버트 휴보는 세계적인 과학자 알버트 아인슈타인 얼굴을 형상화한 휴머노이드 로봇으로 30여 개의 얼굴 근육을 묘사하는 모터를 이용하여 대화내용에 반응해 웃고 기뻐하고 놀라며 화난 얼굴의 모습을 재연할 수 있다.[2] 2015년에 다시 태어난 휴보는 키 168㎝, 몸무게 80㎏으로 겉보기에는 슬림해졌지만, 훨씬 강한 힘과 안정적인 보행으로 거듭났다. 공식 명칭은 'DRC휴보Ⅱ'로 불린다.
역사[편집]
KHR-1[편집]
KHR-1(KAIST Humanoid Robot Platform-1)은 카이스트가 2001년에 개발을 시작하여 2002년에 발표한 휴머노이드 로봇이다. 실생활에서 서비스를 제공할 수 있는 정도 크기의 로봇으로, 키는 120cm, 몸무게 48kg이다. 2003년 8월, 대한민국 최초로 이족보행을 동적으로 구현하는 데 성공했다. 총 21개의 자유도를 보유하고 있으며, 직진보행, 좌우보행, 곡선 보행이 가능하며, 1km/h의 보행속도를 기록했다. 이는 이후 개발된 KHR-2와 휴보(KHR-3)의 모태가 되었다.[3]
KHR-2[편집]
KHR-2(KAIST Humanoid Robot Platform-2)은 KHR-1의 개발 이후 1년 뒤 등장한 후속 모델이다. 이전보다 높아진 성능과 인간형 로봇이 갖춰야 할 기본적인 능력을 모두 갖춘 것이 특징이다. 발바닥 밑에 고무패드를 붙이고, 무릎 관절 등에도 쇼크업쇼버(충격흡수장치)를 달아 안정성을 높였다.[4]
휴보(KHR-3)[편집]
휴보(KHR-3)는 2002년부터 개발된 KHR-1과 KHR-2의 뒤를 잇는 모델로, KHR-2를 기본으로 안정성과 출력을 한층 더 높이고 디자인을 매끈하게 다듬었다. KHR-2보다 기능이 확장되고 안정성이 크게 보완됐다. 특히 41개의 관절로 부드러운 몸 동작을 구현하여 사람과 춤을 출 수도 있고, 손목에 실리는 힘을 감지해 인간과 악수할 때 적당한 힘으로 손을 아래위로 흔들기도 한다. 아시모가 하지 못하는 '가위 바위 보'도 할 수 있으며, 각각의 손가락을 따로 움직일 수 있다. 또 음성 인식과 합성 기능에 두 눈이 따로 움직이는 완벽한 비전(Vision) 기능을 갖췄다. 다만 보행속도가 시속 1.2㎞로, 일본 아시모가 시속 3㎞로 달리고 골프 퍼팅까지 하는 것과 달리 아직 뛰지 못하고 계단을 오르내리지 못하는 게 흠이다. 휴보는 노무현 대통령의 영국 방문 때 극비리에 영국으로 운반돼 대통령 앞에서 처음 공식적으로 선보였다.[5]
알버트 휴보[편집]
알버트 휴보는 휴보에 아인슈타인의 얼굴을 가진 새로운 버전의 휴머노이드 로봇이다. 걷거나 악수하는 기존 기능은 물론, 미소를 지어 보이거나 찡그리며 화를 내는 등 감정 표현까지 할 수 있다. 알버트 휴보의 얼굴은 독일의 과학자 알버트 아인슈타인의 50세 모습을 그대로 재현했다. 아인슈타인의 얼굴을 재현하기 위해 공연예술용 조각 전문가인 미국의 데이비드 한슨(David Hanson)과 인터넷을 통한 공동연구를 진행했다. 알버트 휴보는 기존의 휴보가 갖춘 모든 기능을 갖추고 있으며, 자연스러운 표정을 만들 수 있도록 총 31개의 소형 모터가 얼굴 속에 내장됐다. 두 눈은 기존의 휴보가 가지고 있던 '비전' 기능을 능가하는 고성능 카메라가 사용됐다. 웃거나 찡그리는 등 총 10가지의 표정을 지을 수 있으며, 아인슈타인과 거의 비슷한 목소리로 "내 이름은 아인슈타인입니다. 저는 물리학자입니다."라고 말하며 사람을 향해 인사할 수 있는 기능도 갖췄다. 연구팀은 사람의 얼굴을 가지게 되자 몸체 디자인도 일부 변경했다. 제작 콘셉트는 '우주복을 입은 휴보'이다. 색상도 밝은 흰색으로 바꾸었으며, 우주복과 꼭 같은 조명장치 등도 추가했다.[6]
FX-1[편집]
FX-1은 체중 100kg 이상의 사람을 태우고 자유롭게 걸을 수 있는 이족보행 로봇이다. 그냥 걷기만 하는 것이 아니라 무릎을 꿇은 상태에서 사람을 태우고 그대로 일어설 수 있으며, 사람이 내릴 때는 다시 무릎을 꿇어 자세를 낮춰 준다. 또, 새로운 걸음걸이 방식도 개발하여 적용했다. 휴보와는 달리 앞·뒤·좌·우 어느 방향으로나 순간적인 동작전환이 가능하다. '좌향앞으로가' 와 같은 제식동작의 처리도 가능하며, 게걸음이나 방향전환 등 다양한 동작이 가능하다[7]
FX-2[편집]
FX-2는 평창 동계올림픽 성화봉송 주자로 나선 인간 탑승형 이족보행 로봇이다. FX-1의 후속 모델로 키 2.5ｍ, 몸무게 280㎏, 체중 70㎏의 성인이 타서 조종할 수 있다. 레인보우로보틱스는 2018 평창 동계올림픽을 준비하며 카이스트와 함께 FX-2를 공동 개발했다. FX-2는 상체에 사람이 탑승할 수 있는 탑승형 로봇으로서 탑승자 팔의 움직임을 감지하는 원격조종 암(Arm)을 이용해 인간과 거의 흡사한 동작 구현이 가능하여 다양한 원격 작업이 가능하다.[8] 여기에 팔은 각각 7축의 관절로 이뤄져 있으며 손가락도 다섯 개가 달렸고 조작하여 굽히고 펴는 것도 수월하다.[9]<
휴보2[편집]
휴보2(Hubo2)는 ㈜레인보우로보틱스의 대표 제품으로, 세계 최초로 상업화한 휴머노이드 플랫폼이다. 휴보2는 6축 자유도를 갖는 경량의 로봇팔로 콤팩트하면서 민첩하게 움직일 수 있으며 다양한 모션이 가능하다. 몸무게가 43Kg(베터리 제외 시 37Kg)이며, 두 발로 걷는 것만 가능했던 휴보에 비해서 달리기기 가능한 휴머노이드 로봇이다. 달리는 휴머노이드 로봇으로는 국내 최초이고, 전 세계적으로도 3번째에 속한다. 달릴 때 최고 시속은 약 3.6km으로 보행 시속은 최대 30cm이다. 달릴 때는 1초에 3보 이상의 발을 내딛는다. 휴보2의 골격은 알루미늄 합금으로 제작되어 기본 휴보보다 10Kg 이상의 무게가 줄었는데, 이는 가벼워야 같은 모터로 더 큰 힘을 낼 수 있기 때문이다. 휴보2의 몸통 한복판에는 배전기가 들어 있는데, 이 배전기가 48V 배터리에서 힘들 얻어서 온몸에 골고루 나누어주게 된다. 2시간 동안 움직일 수 있으며, 이 동력은 200W출력의 모터가 들어있는 튼튼한 허벅지를 통해서 달리기가 가능해진다. 휴보2의 자랑거리 중에 하나는 손동작인데, 기존의 휴보가 너무 굵은 손가락으로 인해 주먹을 쥐었다 폈다 하는 동작을 수행하는데 그쳤다면, 휴보2는 손가락에 적용된 동력벨트를 가느다란 와이어로 교체해서 보다 인간과 가까운 손동작을 구현하여 물체를 파지할 수 있게 되었다. 또한, 손목에는 3개의 모터가 있어서 손목을 사람처럼 빙빙 돌릴 수 있다. 로봇은 무게중심이 흔들려서 조금이라도 균형을 잃게 되면 바로 쓰러지게 되는데, 이를 제어하기 위해서는 극도의 전신제어기술이 필수적이다. 휴보2가 넘어지지 않고 달릴 수 있는 것은 몸통 아래 부분에 사람의 전정기관 역할을 하는 평형 센서가 있기 때문이다. 이 센서는 관성과 가속도를 측정하고 달릴 때마다 전해져 오는 충격에 맞춰 중심을 잡을 수 있는 역할을 하는데, 휴보2 몸 곳곳에 위치하고 있다. 손목에는 와이어에서 전해지는 힘을 측정하는 센터가 있고, 발목에는 지면의 경사를 감지하는 센서가 있다. 휴보2는 로봇 연구의 목적으로 타 국가의 연구기관 등에 판매되고 있는데, 2011년에는 싱가포르 국책연구기관인 인포컴연구소(I2R)에 2대, 로봇연구소를 보유한 미국 필라델피아 드렉셀대학에 7대가 판매되었고, 2012년도에는 중국 전자과학기술대학교(UESTC)에 1대가 판매되었다.[10]
DRC-휴보[편집]
DRC-휴보는 다르파 로보틱스 챌린지 2015에서 최종 우승한 세계 최고의 휴머노이드 재난로봇이다. 재난 상황에서 다양한 임무수행이 가능하도록 설계되었다. DRC-휴보는 관절구동기에 공기 냉각시스템을 적용하여 기존 모델인 휴보2와 비교하여 3~4배 이상의 힘을 낼 수 있으며, 팔과 다리의 길이 또한 작업 환경과 이족보행 능력 향상을 위해 최적화되었다. 휴보의 특징은 변신기능(Transform)이다. 휴보는 작업성을 높이기 위해 팔 길이를 조금 길게 만들었지만 기본 골격은 완벽한 인간형 로봇이다. 그러면서 무릎을 꿇고 앉으면 정강이와 발끝에 붙은 네 개의 바퀴로 굴러서 이동할 수 있다. 손으로 작업해야 할 때는 서서 두 발로 걷고, 먼 거리는 바퀴로 안정적으로 이동할 수 있는 것이다. 바퀴로 이동할 때는 전진과 후진이 모두 가능하고, 양 바퀴를 교차로 회전시켜 제자리에서 재빨리 회전할 수도 있다. 또 언제든 상체를 180˚ 돌려 앞뒤를 바꿀 수 있었다. 큰 힘이 필요한 계단 오르기, 험지보행 등에는 무릎 관절을 소나 말처럼 뒤로 꺾는 구조를 선택해 안정적으로 걷고, 두 손을 쓸 때는 사람처럼 앞으로 꺾는다. 키는 175cm, 무게는 80kg이다. 머리에는 레이저 스캐너와 광학카메라를 모두 달아 흐리거나 햇빛이 강한 날에도 문제없이 앞을 볼 수 있다. 여기에 권인소 카이스트 전기및전자공학부 교수팀이 개발한 시각처리 프로그램을 이식해 휴보가 카메라와 레이저로 주변을 촬영하면서도 데이터를 더욱 정확하게 처리하도록 했다. 이를 위해 DRC-휴보의 가슴에는 두 대의 컴퓨터가 들어 있다. 한 대는 로봇 제어용, 한 대는 시각처리를 담당한다. DRC-휴보의 손도 주목해 볼 만하다. 11년간 가다듬어 모양과 실용성을 모두 갖췄다. 2004년 개발한 구형 휴보는 사람처럼 다섯 손가락이 움직이지만 손가락이 굵고 물건을 잡는 기능은 크게 떨어졌다. 내부에 고무로 만든 체인식 벨트가 들어 있어 강한 힘을 내기 어려웠다. DRC-휴보로 넘어오면서 손가락을 세 개로 바꾸는 대신 약 15kg의 물건을 감싸 쥘 수 있게 했다. 그리고 물건을 쉽게 떨어뜨리지 않도록 손끝에 아주 작은 바늘을 붙였다.[11]
수상[편집]
2015년 다르파 로보틱스 챌린지(DRC)에서 휴보가 1위로 우승을 차지했다. 참가 팀으로는 미국항공우주국(NASA), 세계적 로봇 기업 IHMC로보틱스, 일본 로봇연구의 대표주자 일본산업기술연구소(AIST), 무인기기 제어기술의 1인자라고 불리는 카네기멜론 대학교(CMU) 연구팀, 세계 최고의 공과대학인 매사추세츠 공과대학교(MIT) 등 쟁쟁하고 명성 높은 로봇 연구팀 24개가 한 자리에 모였다. 우승 상금은 1위는 한화 약 22억 원에 달하는 200만 달러, 2위는 100만 달러, 3위는 50만 달러가 주어진다. 무엇보다 세계 최고의 로봇 연구팀이라는 명예와 자부심이 주어진다. 휴보는 최종 결선 경기에서 8단계 수행임무(8점 만점)를 44분 28초 만에 완수해 1위를 거머쥐었다. 2위와 3위 팀 역시 만점을 받았지만 시간에서 승부가 갈렸다. 2위 팀 IHMC로보틱스의 로봇 런닝맨(아틀라스)은 휴보보다 6분 가량 뒤진 50분 26초 만에 임무를 마쳤고, 미국팀 '타르탄 레스큐(TARTAN RESCUE)'의 침프(CHIMP)는 55분 15초가 걸렸다. 휴보와 10분 이상 차이가 벌어진 셈이다. 휴보는 대회 첫날, 8개 임무 중 한 개를 실패해 6위에 머물렀었다. 하지만 마지막 시합에서 만점을 받으며 단숨에 1위로 점프해 역전 신화를 이뤘다. 첫날의 부진은 사소한 사고 때문이었다. 대회에는 로봇이 전동드릴을 손으로 들어 벽에 구멍을 내는 과제가 포함돼 있는데, 드릴의 톱날이 벽 모서리에 걸려 부러져 나가는 불운을 겪었다. 그래도 대회 하루 전 리허설에서 38분 만에 전 종목을 완주하는 등, 휴보는 대회 기간 내내 대체로 안정적이고 뛰어난 실력을 자랑했다.[11]
동영상[편집]
각주[편집]
- ↑ 〈휴보〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈휴보〉, 《시사상식사전》
- ↑ 〈KHR-1 (대한민국)〉, 《위키백과》
- ↑ 〈(런칭스페셜)코리안 휴머노이드 ‘휴보’ 15년 라이프〉, 《와이어드 코리아》
- ↑ 김요셉 기자, 〈(화제)아시모 뺨치는 한국형 로봇 '휴보'〉, 《헬로디디》, 2004-12-22
- ↑ 전승민 기자, 〈사람 머리 달고, 100kg 사람 태우는 '휴보'〉, 《헬로디디》, 2005-11-13
- ↑ 전승민 기자, 〈('휴보 FX-1' 체험)"85kg인 내가 탔는데"…탑승감 '굿~'〉, 《헬로디디》, 2005-11-13
- ↑ 김동욱 기자, 〈탑승형 로봇'FX-2' 공개, 평창 동계올림픽 성화봉송 들고〉, 《전자신문》, 2017-12-11
- ↑ 박상민 기자, 〈세계의 뜨거운 관심... 로봇'FX-2'와 '휴보' 한밭벌 성화 주자〉, 《충청헤럴드》, 2017-12-10
- ↑ 〈휴보2〉, 《과학학습콘텐츠》
- ↑ 11.0 11.1 전승민 기자, 〈대한민국 로봇 ‘휴보’ 세계를 제패하다!〉, 《동아사이언스》, 2015-06-30
참고자료[편집]
- 〈KHR-1 (대한민국)〉, 《위키백과》
- 〈휴보〉, 《네이버 지식백과》
- 〈휴보〉, 《시사상식사전》
- 전승민 기자, 〈사람 머리 달고, 100kg 사람 태우는 '휴보'〉, 《헬로디디》, 2005-11-13
- 박상민 기자, 〈세계의 뜨거운 관심... 로봇'FX-2'와 '휴보' 한밭벌 성화 주자〉, 《충청헤럴드》, 2017-12-10
- 전승민 기자, 〈대한민국 로봇 ‘휴보’ 세계를 제패하다!〉, 《동아사이언스》, 2015-06-30
- 〈휴보2〉, 《과학학습콘텐츠》
- 전승민 기자, 〈('휴보 FX-1' 체험)"85kg인 내가 탔는데"…탑승감 '굿~'〉, 《헬로디디》, 2005-11-13
- 김동욱 기자, 〈탑승형 로봇'FX-2' 공개, 평창 동계올림픽 성화봉송 들고〉, 《전자신문》, 2017-12-11
- 김요셉 기자, 〈(화제)아시모 뺨치는 한국형 로봇 '휴보'〉, 《헬로디디》, 2004-12-22
- 〈(런칭스페셜)코리안 휴머노이드 ‘휴보’ 15년 라이프〉, 《와이어드 코리아》
같이 보기[편집]
