미국 국방부 산하 DARPA(국방고등연구계획국)는 인공지능과 로봇 분야의 연구개발 역사에 있어서 가장 중요한 자금지원자의 역할을 해오면서 기술 발전에 큰 영향을 미쳤다. 기본적으로 기초연구를 지원해 미래의 혁신적인 기술 잠재력에 투자하기도 했지만, 직접적인 군사적 사용 목적의 개발 지원의 경향이 강했고, 정치적 상황에 따라 이에 대한 자금만이 지원되었던 시기도 있었다.

바카라사이트 캡틴의 경우, 기초연구에도 지원이 많았지만, 대부분은 직접적 군사 사용 목적으로 지원된 경우에 해당되는데, 미국 바카라사이트 캡틴의 발전 역사는 DARPA의 지원 없이는 어려웠을 것이라고 해도 과장이 아닐 것이다. 예를 들어 바카라사이트 캡틴 팔인 민스키암, 모바일 바카라사이트 캡틴의 원조 셰이키, 헐크(HULC)나 XOS같은 외골격 바카라사이트 캡틴 그리고 다수의 이족보행 바카라사이트 캡틴과 사족보행 바카라사이트 캡틴이 DARPA의 직접적인 지원으로 개발되었다. 또 DARPA 로보틱스 챌린지와 DARPA 그랜드 챌린지를 통해 휴머노이드와 자율주행차량의 기술이 획기적인 발전을 이루어 낼 수 있었다.

DARPA의 바카라사이트 캡틴 개발 지원은 대부분 직접적인 사용의 목적이었지만, 항상 성공적이었던 것은 아니어서, 상용화 개발 막바지까지 이르거나, 군에 실전 배치되고서도, 현장 적용에 어려움이 있어 프로젝트가 중지되는 경우도 빈번했었다. 그런 대표적인 사례로 1970년에 개발 완료되어 미 육군에 인도되었지만 연료 소모가 너무 커서 중지된 GE의 걷는 트럭, 1985년의 무인 자율 차량 ALV, 그리고 2015년까지 10년 이상 동안 개발되었지만 지나친 소음으로 중지된 보스턴 다이나믹스의 빅독 등이 있었다.

보스턴 다이나믹스는 빅독, 알파독, 치타 그리고 아틀라스 등 대부분의 바카라사이트 캡틴을 DARPA의 지원을 통해 개발한, 바카라사이트 캡틴 분야에서 DARPA의 지원의 가장 큰 수혜기업이라고 할 수 있다. 그들 기술의 원류였던 레그랩도 1980년에 DARPA의 연구 자금을 지원받으면서 설립할 수 있었다.

앞서 설명했듯이 마크 레이버트 교수는 레그랩을 설립하면서 다양한 보행 바카라사이트 캡틴을 연구했고, 연구된 기술을 기반으로 상용화하기 위해 1992년 보스턴 다이나믹스를 설립했다. 보스턴 다이나믹스는 현재 빅독의 기술을 계승한 바카라사이트 캡틴 개 스팟과 엄청난 운동 능력의 휴머노이드 아틀라스 같은 바카라사이트 캡틴 개발업체로 유명하지만, 초창기에는 바카라사이트 캡틴보다는 시뮬레이션 작업에 더 많이 치중했다.

설립 후의 첫번째 작업은 사람의 동작을 실시간 사실적으로 시뮬레이션 할 수 있는 가상현실 기반 소프트웨어 ‘DI-Guy’의 개발이었고, 이를 활용한 3D 인터랙티브 훈련 시스템을 해군 항공전훈련부(NAWCTSD)와 계약해 2001년에 공개했다. 이전까지 항공모함에서 항공기의 발사 훈련은, 1988년부터 사용된 비디오 기반의 단방향 훈련으로 실시했는데, 보스턴 다이나믹스는 가상현실 기술을 기반으로 실시간 양방향 3D 그래픽 훈련 시스템과 훈련 시나리오를 개발해 공급했다.

물론 보스턴 다이나믹스가 설립되면서부터 레이버트는 바카라사이트 캡틴 연구도 계속해 왔는데, 본격적으로 제작에 들어간 것은 해군 훈련시스템이 완료되던 2000년 초반으로 추정된다. DARPA의 자금지원을 받아 개발된 첫 바카라사이트 캡틴은 2004년의 ‘빅독(Big Dog)’이었고, 이는 나사의 제트추진연구소(JPL, Jet Propulsion Lab.), 그리고 하버드 대학과의 공동 연구로 진행되었다.

빅독이라고 하면 이때 개발된 첫 사족 바카라사이트 캡틴을 의미하기도 하지만, 빅독 프로젝트라고 하면 빅독과 함께 알파독, LS3, 치타 등 2015년까지 개발되던 보스턴 다이나믹스의 대형 사족보행 바카라사이트 캡틴 프로젝트 전체를 의미하기도 한다. 빅독 프로젝트는 산길을 오르고 빙판이나 눈길 그리고 진흙탕 길을 걸을 수 있는 등 험지를 이동할 수 있는 능력을 갖춘 사족 바카라사이트 캡틴을 개발해, 차량이 투입되기 어려운 험난한 지형에서 군수 물자의 운송을 지원하기 위해 진행되었다. 그러나 결과적으로 이동 중의 지나친 소음이 문제가 되어 실제 활용되지는 못했고, 2015년 12월에 프로젝트는 중단되었다. 보스턴 다이나믹스는 초기 빅독의 구동 시스템과 제어 알고리즘을 지속적으로 발전시켜, 다른 사족바카라사이트 캡틴과 이족보행 바카라사이트 캡틴인 아틀라스에 이르기까지 많은 바카라사이트 캡틴들에게 적용해 왔다.

2005년에 공개된 빅독은 높이 1미터에 무게 109킬로그램이었고, 가솔린 엔진을 이용한 유압 구동 방식 바카라사이트 캡틴으로 최대 150킬로그램의 짐을 지고, 최고 시속 6.4킬로미터의 속도로 걸으며, 35도의 가파른 경사에서도 이동이 가능했다. 앉거나 일어서는 동작은 물론 기어서 이동하는 동작도 가능했지만, 가솔린 엔진의 지나친 소음으로 실전 배치는 연기되어 왔다. 일반적으로 휴머노이드는 전기 모터를 구동원으로 사용하지만, 보스턴 다이나믹스는 활용 목적 때문에 대부분의 사족 보행 바카라사이트 캡틴에 힘이 좋은 유압 실린더를 사용했는데, 심지어 휴머노이드인 아틀라스도 유압 실린더를 적용했다. 그것은 빅독부터 개발되어온 구동 시스템을 기반으로 이후의 바카라사이트 캡틴에 개량 적용했기 때문이었다.

보스턴 다이나믹스는 그동안 사족바카라사이트 캡틴, 휴머노이드, 미니 바카라사이트 캡틴, 물류 바카라사이트 캡틴 등 다양한 바카라사이트 캡틴들을 공개해 왔는데, 바카라사이트 캡틴의 개발 과정이나 기술적 배경에 대해서는 자세한 발표를 하지 않았다. 그간 공개된 내용을 보면, 빅독의 유압 구동부는 관절의 위치와 관절이 받는 힘을 측정하는 50여개의 센서와 연동되어 제어되고 구동된다. 바카라사이트 캡틴에 장착된 컴퓨터는 동작 중에 이 센서들을 통해 들어온 정보와 다리와 지면 사이에 가해지는 하중을 모니터링해서, 각각의 다리에 가해져야 하는 부하를 조절하고 최적화해서 다리의 위치와 몸체의 높이를 조절하는 방식으로 안정적인 자세를 취하도록 제어한다. 2013년에는 빅독이 다시 주목을 받았는데, 팔이 달린 변형된 바카라사이트 캡틴으로, 몸체의 균형을 유지하면서 15Kg의 콘크리트 물체를 던지는 동작을 보여주었기 때문이었다.

2008년에 얼음위에서도 걸을 수 있는 바카라사이트 캡틴 동영상 공개로 먼저 소개된 ‘알파독(Alpha Dog)’은 2011년 9월에 개발 완료되었는데, 빅독보다 더욱 견고하고 소음도 작아졌다. 알파독을 기반으로 개선된 바카라사이트 캡틴 ‘LS3(Legged Squad Support System, 보행분대 지원시스템)’는 2012년에 공개되었다. LS3는 DARPA와 미 해병대의 지원을 받아 개발되었는데, 군용으로 더욱 견고하고 내구성 강하게 개발된 바카라사이트 캡틴이었다. 빅독에 비해 향상된 적재량인 180Kg의 짐을 싣고, 연료 재주입 없이 32Km를 이동할 수 있는 사족바카라사이트 캡틴으로, 음성 지시나 GPS를 이용한 개선된 자율 주행 능력도 장착했다. 특히 스테레오 비전 시스템으로, 지휘관을 따라가면서 험난한 지형에서 자율적으로 장애물을 피해가는 자율 추종 기능도 있었다. LS3의 경우 일부가 실전에 배치되기도 했는데, 소음이 많이 줄어 들기는 했지만 여전히 시끄러웠고, 일부 지형에서는 이동이 불가능했기 때문에 전술용이 아닌 병참용으로 일부 활용되었다.

2012년 공개된 ‘치타(Cheetah)’는 DARPA에서 지원을 받은 세번째 바카라사이트 캡틴이었다. 치타는 실험실내 바카라사이트 캡틴으로, 바카라사이트 캡틴 자체에 장착된 유압 펌프를 이용해 런닝머신에서 시속 46Km의 속도로 달릴 수 있었다. 이런 놀라운 속도는 유연한 관절 시스템이, 달리는 동작의 스텝 거리와 속도를 제어하는 것에 도움을 주었기 때문이다. 치타의 야외형 바카라사이트 캡틴으로 개발된 ‘와일드캣(Wild Cat)’은 2013년 공개되었는데, 현재 가장 빠른 사족바카라사이트 캡틴으로 평가받고 있다. 최대 시속 32Km로 달릴 수 있었던 와일드캣은 직선 구간은 물론 곡선 구간에서도 중심이 흔들리지 않고 안정적으로 달리는 모습을 보여주어 큰 인상을 남겼다.

2013년 12월, 보스턴 다이나믹스가 구글에 인수되면서 로봇 개발의 방향에 변화가 생겼고, DARPA와는 기존 프로젝트만 종료하고 새로운 프로젝트는 진행하지 않기로 했다. 그런 변화를 반영한 로봇이 2015년 2월에 공개된 ‘스팟(Spot)’으로 전기 동력에 의한 유압 구동계를 사용하는 사족 로봇이었다. 무게 75킬로그램으로 훨씬 작아진 스팟은 장애물을 피하며, 실내와 실외 이동이 모두 가능했고, 경사지는 물론 계단도 오르내릴 수 있었다. 사람과 같이 조깅하는 귀여운 모습의 동영상과 함께 안정성 시험을 위해 사람이 스팟을 발로 차는 동영상이 공개되자, 이전의 큰 로봇들과 달리 많은 사람들이 동정심을 표시하며 관심을 모았던 로봇이다.

2016년에는 무게를 25킬로그램까지 줄인 스팟의 소형화 모델 ‘스팟미니(Spot Mini)’가 공개되었다. 이는 유압 구동장치가 전혀 포함되지 않은 순수 전기 동력 구동 방식으로 저소음과 민첩한 움직임을 구현한 바카라사이트 캡틴이었다. 가정이나 사무실 환경에서의 활용 가능성을 모색한 이 바카라사이트 캡틴은 웅크리고 걷기, 속보 등의 동작이 가능했으며 추가로 장착된 머리처럼 생긴 그리퍼로 문을 열거나 물건을 집는 등의 다양한 작업을 하는 모습도 동영상으로 많이 공개되었다. 스팟이라고 할 때 사람들이 흔히 떠올리는 노란색의 스팟미니는 2017년말이 되어서야 등장했는데, 제어 기술의 발전으로 실제 동물을 보는 듯한 자연스러운 동작을 선보였다. 현재는 스팟미니를 스팟이라고 부르며 초기 형태의 스팟은 스팟클래식(Spot Classic)이라고 부른다.

스팟은 교체 가능한 충전식 카트리지 배터리를 사용하며 한번 완충시 평균 90분 정도 구동 가능하다. 12개의 특별히 제작된 DC모터를 사용해, 초당 1.6m의 속도로 이동할 수 있으며, 높은 토크 성능을 보유하고 있으며, 전후진 뿐만 아니라 옆으로도 이동할 수도 있다. 댄스 동작을 수행할 수도 있어, 태양의 서커스 공연에 출연하기도 했고, 코로나19가 한창이던 2020년 7월에는 일본 소프트뱅크 야구팀의 시합에서 스팟 바카라사이트 캡틴팀이 치어리더로 공연했다.

현대자동차에 인수된 후에는 BTS와 함께 춤을 추는 영상이 공개되어 관심을 받기도 했다. 스테레오 카메라와 주변환경을 인식하는 다양한 센서를 기본으로 장착해, 낮은 조도하에서도 실내 및 실외의 거의 모든 환경과 지역에서 이동이 가능하다. 외부 환경을 인식하고, 슬램(SLAM, Simultaneous Localization And Mapping, 동시적 위치추정 및 맵핑 기술) 기술을 이용해, 자율적으로 장애물들을 회피하여 원하는 목적지로 이동하는 동작들을 가능하게 해준다.

두 대 이상의 스팟이 서로 통신하며 협동작업도 가능한데, 자율적 동작 방식외에도 원격 제어에 의한 수동 작동인 매뉴얼 모드로 동작을 시킬 수도 있다. 매뉴얼 모드에서도 스팟은 자율 기능을 활용해 목적지로 이동 중에 장애물이 있으면 자율적으로 회피하며, 계단을 인식하고 자율적으로 계단을 올라 갈수 있다. 스팟의 탑재하중(Payload)은 14Kg인데, 화물을 실어 운반하는 목적보다는 다양한 추가 모듈을 장착하기 위한 것으로, 활용 목적에 따라 스팟암(Spot Arm), 카메라, 스테레오 카메라, 라이다, 엣지 CPU(Edge CPU)등 다양한 추가 모듈을 장착할 수 있다. 예를 들어 6축의 자유도를 가진 다용도 스팟암을 장착하면, 물건을 찾고, 집고, 이동하기도 하고, 문을 열수도 있다.

2020년의 정식 상업화 이전에도 스팟은 스페이스 X나 포드 같은 다양한 업체에 시범적으로 공급되어 순찰 감시용으로 활용되어 왔는데, 미국 경찰에서 정찰용으로 사용한 스팟은 뉴욕 경찰의 인질 사건 때 투입한 이후 비난 여론이 높아 활용이 중지되기도 했다. 회사가 공개하지 않아 정확한 수치는 알 수 없으나 언론 보도를 통해 추정해보면, 현재까지 35개국에 천대 이상의 스팟이 공급된 것으로 보인다. 공급된 스팟은 그 뛰어난 이동성과 다양한 센서 장착 능력 덕분에 여러 산업 분야에서 인간이 직접 수행하기 어렵거나 위험한 작업을 대신하는 용도로 주로 활용되는데, 에너지 시설, 제조 공장 건설 현장 등에서 산업시설 점검 및 모니터링으로 사용되는 것이 가장 주된 용도로 보인다. 그 외에도 다양한 센서를 통해 현실 세계의 데이터를 정밀하게 수집하고, 이를 기반으로 디지털 트윈을 생성하는 용도나, 위험 지역 탐사, 보안순찰 용으로도 많이 활용되고 있다.

잘 알려져 있지는 않지만, 보스턴 다이나믹스는 2006년에 라이즈(RiSE), 2007년에 렉스(RHex)라는 6족 바카라사이트 캡틴도 개발했고, 2010년경에는 ‘리틀독(Little Dog)’이라는 소형 사족바카라사이트 캡틴도 개발했다. 리틀독은 DARPA의 자금 지원으로 개발되었는데, 4개의 다리에 각각 3개의 전기 모터가 장착되고 제어와 통신이 가능한 온보드 컴퓨터가 장착된 바카라사이트 캡틴이다. 주로 다른 기관에서 사족바카라사이트 캡틴의 보행 알고리즘 연구나 개발 플랫폼으로 활용되었다.

<필자:문병성 moonux@gmail.com

필자인 문병성은 금성산전, 한국휴렛패커드, 애질런트 테크놀로지스, 에어로플렉스 등 자동화업계와 통신업계에 30년 이상 종사했으며, 최근에는 로봇과 인공지능 등 신기술의 역사와 흐름에 관심을 갖고 관련 글을 매체에 기고하고 있다.