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스스로 물체를 집고, 걷는 '실시간 프로그래밍 로봇 시트' 개발
접힘 구조는 로봇 설계에서 직관적이면서도 효율적인 형상 변형 메커니즘으로 활용되며, 우주·항공 로봇, 유연 로봇, 접이식 그리퍼(손) 등 다양한 응용이 시도되고 있다. 그러나 기존의 접힘 메커니즘은 접는 위치(hinge)나 방향이 사전에 고정돼 있어, 환경과 작업이 바뀔 때마다 구조를 새로 설계·제작해야 하는 한계가 있었다. 한국 연구진이 실시간으로 현장에 따라 프로그래밍하는‘접이식 로봇 시트 기술’을 개발해 로봇의 형태 변화 능력을 획기적으로 향상함으로써, 향후 로봇 공학 분야에 새로운 가능성을 열어줄 것으로 기대된다.
우리 대학 기계공학과 김정 교수, 박인규 교수 공동 연구팀이 형상을 실시간으로 프로그래밍할 수 있는 로봇 시트 원천 기술(field-programmable robotic folding sheet)을 개발했다고 6일 밝혔다.
이번 기술은 ‘필드 프로그래밍(field-programmability)’이라는 개념을 접이식 구조에 성공적으로 도입한 사례로, ‘접힘을 어디서, 어느 방향으로, 얼마나 크게 할지’라는 사용자의 명령을 소재 형상에 실시간으로 반영할 수 있는 소재 기술 및 프로그래밍 방법론을 통합적으로 제안했다.
해당 ‘로봇 시트’는 얇고 유연한 고분자 기판 내에 미세 금속 저항 네트워크가 내장된 구조로, 각 금속 저항이 히터이자 온도 센서 역할을 동시에 수행해, 별도의 외부 장치 없이도 시트의 접힘 상태를 실시간으로 감지하고 제어한다.
또한 유전 알고리즘(genetic algorithm) 및 심층 신경망(deep neural network)을 결합한 소프트웨어를 통해 사용자가 원하는 접힘 위치와 방향, 강도를 소프트웨어적으로 입력하면, 스스로 가열·냉각을 반복하며 정확한 형상을 만들어낸다.
특히, 온도 분포에 대한 폐루프 제어(closed-loop control)를 적용해 실시간 접힘 정밀성을 향상하고, 환경 변화로 인한 영향을 보정했으며, 열 변형 기반 접힘 기술이 지니던 느린 반응 속도 문제도 개선했다.
이러한 형상의 실시간 프로그래밍은 복잡한 하드웨어 재설계 없이도 다양한 로봇의 기능성을 즉석에서 구현할 수 있게 했다는 데에 의미가 있다.
실제로 연구팀은 단일 소재로 다양한 물체 형상에 맞춰 어떻게 잡을지 결정하는 파지(grasping) 전략을 바꿔가며 적용할 수 있는 적응형 로봇 손(그리퍼)를 구현했고, 동일한 ‘로봇 시트(얇고 유연한 형태의 로봇)’를 바닥에 두어 보행하거나 기어가게 하는 등 생체 모방적 이동 전략을 선보였다. 이를 통해 환경 변화에 따라 스스로 형태를 바꾸는 환경 적응형 자율 로봇으로의 확장 가능성도 제시했다.
김정 교수는 “이번 연구는 자기 몸을 바꾸면서 똑똑하게 움직이는 기술 즉, 형상 자체가 지능이 되는‘형상 지능(morphological intelligence)’구현에 한 걸음 다가간 사례로 평가된다. 향후 더 높은 하중 지지와 빠른 냉각을 위한 소재·구조 개선, 배선 없는 일체형 전극에도 다양한 형태·크기로의 확장 등을 통해 재난 현장 대응 로봇, 맞춤형 의료 보조기기, 우주 탐사 장비 등 다양한 분야에 응용될 수 있는 차세대 피지컬 AI 플랫폼으로 발전시킬 계획이다”라고 말했다.
우리 대학 박현규 박사(現 삼성전자 삼성종합기술원)와 정용록 교수(現 경북대학교)가 공동 제1 저자인 이번 연구는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)’에 2025년 8월 온라인판에 출판됐다.
※논문명: Field-programmable robotic folding sheet
※DOI: https://www.nature.com/articles/s41467-025-61838-3
한편 이번 연구는 한국연구재단(과학기술정보통신부)의 지원을 받아 수행됐다.
2025.08.06 조회수 3430 -
제1회 국가미래전략기술포럼 성료...AI 대전환의 미래-피지컬 AI 전략 제시
우리 대학은 7월 31일 오전 국회의원회관에서 ‘인공지능 대전환(AX)의 미래: 피지컬 AI’를 주제로, 한국의 AI 반도체 및 제조업 강점을 활용한 기술패권 전략을 논의하기 위한 초당적 정책 포럼인 ‘제1회 국가미래전략기술포럼’을 성공적으로 개최했다고 31일 밝혔다.
이번 포럼은 KAIST가 주관하고, 국회 과학기술정보방송통신위원회 간사 최형두 의원(국민의힘)과 산업통상자원중소벤처기업위원회 위원 김한규 의원(더불어민주당)이 공동 주최하였다. 본 포럼은 10월을 제외하고 매월 한 차례씩 총 5회 개최되는 국가미래전략기술포럼의 첫 출발점이다.
포럼의 대주제인 ‘인공지능 대전환(Artificial Intelligence Transformation, AX)’은 생성형 AI의 확산으로 산업, 경제, 사회 전반에 걸쳐 촉발된 구조적 변화에 대응하기 위해 기획됐다.
제1회 포럼의 주제는 ‘피지컬 AI(Physical AI)’였다. 거대언어모델(LLM)의 확산으로 촉발된 AI 혁신이 초저전력·초경량 반도체 기반의 물리 세계—즉 로봇, 센서, 엣지 디바이스 등—로 급속히 확장되고 있는 흐름을 반영한 것이다. 피지컬 AI는 로보틱스, 자율주행, 스마트팩토리 등과 AI 기술이 융합돼 현실 세계와 직접 상호작용하는 기술로, 특히 반도체와 제조업에 강점을 지닌 한국이 글로벌 기술 경쟁에서 전략적 우위를 확보할 수 있는 차세대 유망 분야로 주목받고 있다.
유회준 인공지능반도체대학원장은 ‘초저전력 AI 반도체와 AI 모델 경량화에 따른 제2의 AI 혁신’을 주제로, 피지컬 AI 구현을 위한 반도체 기술 동향, 학계 및 산업계의 로봇·반도체 전략, 그리고 한국의 K-Physical AI 개발 방향을 소개했다.
이어 김정 기계항공공학부장은 ‘피지컬 AI와 휴머노이드 로봇 동향’을 주제로, AI와 로봇의 융합이 촉진할 새로운 산업 패러다임을 전망하고, 인간의 지적·물리적 활동을 보완하거나 대체할 휴머노이드 로봇의 글로벌 동향과 한국의 개발 방향 및 생존 전략을 설명했다.
포럼 후, 이어진 자유토론에서 참석 의원들과 전문가들은 초당적 기술전략 수립의 필요성과 협력 방안을 심도 있게 논의했다. 좌장을 맡은 이영 KAIST 초빙석학교수는 AI 기술이 물리적 현실과 융합하면서 사회 시스템 전반에 지각변동을 일으키고 있으며, 이번 포럼이 미래 국가전략의 기초를 설계하는 기반이 되기를 바란다고 마무리했다.
국민의 힘 최형두 의원은 “이번 포럼이라는 공론의 장을 통해, 입법·정책이 과학기술 현장과 방향성을 일치시키고, 앞으로 필요한 조치들이 제때 추진되어 국가 경쟁력으로 이어질 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.
더불어민주당 김한규 의원은 “과학기술 전략화가 가속화되면서, 단일 전략기술에도 여러 부처가 관여해 정책 조율이 쉽지 않은 상황 속에서 이번 포럼처럼 이해당사자 간의 지속적인 소통은 해법 마련에 큰 도움이 된다”고 강조했다.
이광형 총장은 “비록 한국이 생성형 AI 분야에서는 후발주자이지만, 제조, 반도체, 로봇 등에서의 기술 역량을 바탕으로 피지컬 AI 영역에서는 전략적 우위를 확보할 수 있는 기회가 있다”며, “여야 의원들과 전문가들이 자주 머리를 맞대고 실효성 있는 정책을 마련해 우리나라 과학기술 발전에 힘을 보태주길 바란다”고 밝혔다.
이번 시리즈는 AI, 반도체, 바이오, 에너지 등 전략기술이 국가안보와 경제 주권을 좌우하는 국제 정세 속에서, 한국이 기술 주도권을 확보할 수 있는 정책적·제도적 해법을 모색하기 위한 포럼이다. 과학기술정보방송통신위원회 및 산업통상자원중소벤처기업위원회 소속 여야 의원들이 지속적으로 참여해 초당적 논의의 장을 이어갈 예정이다. 실무는 KAIST 국가미래전략기술 정책연구소가 담당한다.
2025.07.31 조회수 3381