휴보
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1. 개요
휴보는 한국과학기술원(KAIST) 오준호 교수의 지휘 아래 개발된 대한민국의 이족보행 로봇 시리즈이다. 2000년에 연구가 시작되어, 2003년 KHR-1 프로토타입을 시작으로 KHR-2, 알버트 휴보, 휴보2, DRC-휴보 등 다양한 모델이 개발되었다. 2015년 DARPA 로보틱스 챌린지에서 '휴보+(DRC-HUBO)'가 우승을 차지하며 기술력을 입증했다. 휴보는 41개의 관절 모터와 독립적으로 움직이는 손가락을 갖추고 있으며, 보행 속도, 무게, 작동 시간 등 모델별로 다양한 특징을 가진다.
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| 휴보 | |
|---|---|
| HUBO 정보 | |
 | |
| 제조사 | KAIST |
| 제작 년도 | 2005 |
| 웹사이트 | HUBO 공식 홈페이지 |
2. 개발 역사
대한민국의 로봇 공학 역사는 비교적 짧다. 한국과학기술원(KAIST)은 오준호 교수의 지휘 아래 2000년에 연구를 시작했다.
이후, 자체적으로 인공지능 개발을 하는 대신, 미국과 이스라엘의 연구자로부터 인공지능 부분을 무상으로 제공받는 전략으로 변경되었다. 이 인공지능 부분은 소스 양도 및 공개를 기본으로 하고 있으며, 권리는 개발자에게 있지만, 그 결과를 독자적으로 변경하여 타 분야에 활용할 수 있다는 것이다. 그 때문에, 타국 연구자의 참여는 거의 없으며, DARPA 로보틱스 챌린지(DRC)에서도 한국 연구자가 미국의 대학에서 1명만 참가를 표명하고 있다.
2. 1. 프로토타입
2002년 KHR-1: 휴보의 첫 프로토타입으로 머리가 없다. 케이스를 씌우지 않아 해외에서 'KAIST Headless Robot'이라고 불리기도 한다.2003년 KHR-2: 휴보는 현재의 기능을 대부분 가지고 있지만, 무게가 더 무겁고 출력이 다소 약하다.
대한민국의 로봇 공학 역사는 비교적 짧은데, 한국과학기술원(KAIST)은 오준호 교수의 지휘 아래 2000년에 연구를 시작했다. 첫 번째 프로토타입인 KHR-0는 상체가 없는 두 다리로 구성되어 2001년에 제작되었다. KHR-1은 머리와 손 없이 개발되어 2003년에 공개되었으며, 완전한 휴머노이드인 KHR-2는 2004년에 개발되었다.
2005년 11월 서울에서 열린 APEC 정상 회의에서 KAIST와 댈러스에 거점을 둔 한슨 로보틱스사(HRI)는 세계 최초로 등신대 이족 보행형 프레임에 사람의 얼굴을 탑재한 로봇을 발표했다. 보행 프레임은 기존의 것이었지만, 얼굴은 알베르트 아인슈타인의 것을 정확하게 재현하고, 말하기와 광범위한 자연스러운 표정을 표현할 수 있었다. 이 인간형 프로토타입은 공식적으로 알베르트 아인슈타인 휴보(Albert HUBO)라고 불린다.[10]
2. 2. 공식 모델
| 모델명 | 개발 연도 | 설명 |
|---|---|---|
| 휴보1 | 2004년 | 휴보의 첫 공식 모델. 달리기 및 계단 오르내리기 불가능. |
| 알버트 휴보 | 2005년 | 알베르트 아인슈타인의 얼굴을 본뜬 머리 케이스를 씌운 휴보의 변형 모델. 한국과학기술원(KAIST)과 한슨 로보틱스 협력 개발. 대한민국 정부 "다이내믹 코리아" 홍보대사.[4] 키 1.37m, 무게 57kg, 보행 속도 시속 1.25km.[1] |
| FX-1 | 휴보 크기를 키운 탑승형 로봇. | |
| 휴보2 | 2009년 | 세계에서 세 번째로 두 발로 달리는 로봇. |
| DRC 휴보 | 2013년 | 휴보2 변형, 재난구조용 로봇. 팔이 더 길어짐. 2015년 DARPA 로보틱스 챌린지 우승.[10] |
2. 3. DARPA 로보틱스 챌린지
KAIST 팀이 출전한 휴보가 2015년 6월 6일 DARPA 로보틱스 챌린지 결선에서 우승했다.[7][8] DRC-휴보(DRC-Hubo)는 걷는 로봇에서 무릎에 바퀴를 장착하여 굴러가는 형태로 변형 가능한 적응성(Adaptability) 다기능 장치이다. 과제 중 하나는 계단을 오르는 것이었는데, DRC-휴보는 걷는 자세로 변형하여 이 과제를 수행했다.[9]2015년 6월에 개최된 DARPA 로보틱스 챌린지 본선에서, 총 8개의 과제에서 일본 측 로봇이 고전을 면치 못한 반면, 한국과학기술원(KAIST)이 개발한 이족보행 로봇 '휴보+(DRC-HUBO)'가 모든 과제에 성공하며 최고 기록으로 우승했다.[10]
'휴보+(DRC-HUBO)'는 '''휴보'''(KHR-4)를 기반으로 DARPA Robotics Challenge (DRC)를 위해 개조된 로봇이다. 겉으로는 보이지 않는 체내의 전장계도 일신되었으며, 외관의 이미지를 유지하면서도 거의 신규 개발 로봇에 가까운 내용으로 완성되었다.
3. 특징
휴보는 2004년 12월에 개발되었으며, 키 120cm, 무게 55kg이다. 41개의 관절 모터와 5개의 독립적으로 움직이는 손가락을 가지고 있다. 가슴 내장형 배터리를 통해 한 번 충전으로 90분 동안 움직일 수 있으며, 보행 속도는 시속 1.3km이다.[1]
KHR-3의 신체적 사양은 혼다의 아시모와 유사하지만, 인공지능(AI) 및 동작 측면에서는 아시모보다 부족했다. 휴보는 시속 1.25km로 걷는 반면, 아시모는 시속 2.5km로 걷고 시속 3km로 달릴 수 있었다. 또한 아시모는 계단을 오르내릴 수 있었지만, 휴보는 추가 개발이 필요했다. 그러나 KAIST 연구진은 휴보가 가위 바위 보를 할 수 있다는 점을 강조했는데, 이는 아시모가 손가락을 독립적으로 움직일 수 없어 불가능한 기능이었다.[1]
알버트 휴보는 휴보를 기반으로 제작된 인간형 로봇으로, 알버트 아인슈타인의 모습을 본뜬 애니매트로닉 헤드를 탑재하고 있다. 키는 137cm, 무게는 57kg이며, 보행 속도는 시속 1.25km이다. 보행 주기(한 걸음)는 0.95초, 보폭은 32cm이다. 알버트 휴보는 윈도우 XP와 RTX를 사용한다.[1]
자이메 후보는 2008년부터 2009년까지 개발되었다. 알루미늄 내골격과 폴리카보네이트 프레임을 사용하여 더 날씬한 디자인을 갖게 되었으며, 이전 모델보다 키가 약간 커졌지만 무게는 20% 가벼워졌다. 팔은 더 빠르고 자연스러운 움직임을 보여주고, 다리는 인간의 보행을 모방하기 위해 뻗을 수 있어 움직임이 더욱 현실적이 되었다. 보행 속도는 1.5km/h로 향상되었으며, 3.0km/h로 달릴 수 있는 능력도 갖추게 되었다.
| KHR-0 (2001) | KHR-1 (2002) | KHR-2 (2004) | 휴보(KHR-3) (2005) | 알버트 휴보 (2005) | 휴보(KHR-4) (2009) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 체중 | 29kg | 48kg | 56kg | 56kg | 57kg | 45kg |
| 신장 | 110cm | 120cm | 120cm | 125cm | 137cm | 125cm |
| 보행 속도 | - | - | 1.2km | 1.25km | 1.25km | 1.5km (주행 속도 3.6km) |
| 연속 가동 시간 | - | - | - | 60 분 | 60 분 | 120 분 |
| 자유도 | 12 | 21 | 41 | 41 | 66 | 41 |
4. 기술적 특징
휴보는 41개의 관절 모터를 가지고 있으며, 손가락은 5개가 따로 움직인다. 가슴 내장형 배터리를 한 번 충전하면 90분 동안 움직일 수 있다. 보행 속도는 시속 1.3km이며, 휴보2는 시속 3.6km로 주행할 수 있다.[1]
KHR-3의 신체 사양(키, 무게, 자유도)은 혼다의 아시모와 유사했다. 인공지능 및 동작 측면에서 휴보는 3개월 후에 공개된 "차세대 ASIMO"에 미치지 못했다. 휴보는 시속 1.25km로 걷는 것만 가능했지만, ASIMO는 시속 2.5km로 걷고 시속 3km로 달릴 수 있었다. ASIMO는 계단을 오르내릴 수 있었지만, 휴보는 추가 개발이 필요했다. 그러나 KAIST 연구진은 휴보가 가위 바위 보를 할 수 있는데, ASIMO는 손가락이 서로 독립적으로 움직일 수 없어 불가능하다고 언급했다.[1]
알버트 아인슈타인의 모습을 본뜬 알버트 휴보는 키 137cm, 무게 57kg이다. 보행 속도는 시속 1.25km이며, 보행 주기(한 걸음)는 0.95초, 보폭은 32cm이다. 알버트 휴보는 윈도우 XP와 RTX를 사용한다.[1]
2008년부터 2009년까지 개발된 자이메 휴보는 알루미늄 내골격과 폴리카보네이트 프레임을 사용하여 더 날씬한 디자인을 갖게 되었으며, 이전 모델보다 키가 약간 커졌지만 무게는 20% 가벼워졌다. 팔은 더 빠르고 자연스러운 움직임을 보여주고, 다리는 인간의 보행을 모방하기 위해 뻗을 수 있어 움직임이 더욱 현실적이 되었다. 이는 또한 영점 모멘트 궤적을 기반으로 하는 기존 휴머노이드 보행보다 적은 에너지를 소비한다. 보행 속도는 1.5km/h로 향상되었으며, 3.0km/h로 달릴 수 있는 능력도 갖추게 되었다(이는 새로운 아시모의 9km/h에 비하면 여전히 훨씬 느리다).
| KHR-0 (2001) | KHR-1 (2002) | KHR-2 (2004) | 휴보(KHR-3) (2005) | 알버트 휴보 (2005) | 휴보2(KHR-4) (2009) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 체중 | 29kg | 48kg | 56kg | 56kg | 57kg | 45kg |
| 신장 | 110cm | 120cm | 120cm | 125cm | 137cm | 125cm |
| 보행 속도 | - | - | 1.2km/h | 1.25km/h | 1.25km/h | 1.5km/h (주행 속도 3.6km/h) |
| 연속 가동 시간 | - | - | - | 60 분 | 60 분 | 120 분 |
| 자유도 | 12 | 21 | 41 | 41 | 66 | 41 |
5. 연표
(2001)
(2002)
(2004)
(2005)
(2005)
(2009)