숭실대 학부생들의 도전, 로봇의 작업 범위를 넓히는 '허리' 설계

2026년 여름 진행된 휴머노이드 챌린지 이후에도 숭실대학교 MAIROBOT(마이로봇) 연구실의 연구는 계속되고 있다. 산업통상자원부가 주최한 이번 대회는 로봇의 성능을 시험하는 장이었으나, 연구실 학생들에게는 로봇을 직접 설계하고 코드를 수정하며 스스로 판단하고 해결하는 경험을 쌓는 과정이었다.

대학원생 없는 학부생 연구실의 자율적 연구 방식

숭실대 MAIROBOT 연구실은 대학원생 없이 학부생들로만 구성된 것이 특징이다. 구성원들은 부품 설계부터 스타일링, 하드웨어 제작까지 각자의 역할을 나누어 로봇을 처음부터 끝까지 직접 구축한다. 연구실 학생들은 밤늦게까지 남아 연구에 몰두하는 자율적인 분위기 속에서 활동한다.

학부생으로만 구성된 환경은 연구의 방향성을 자유롭게 설정할 수 있다는 장점이 있다. 저학년 학생들도 능동적으로 활동에 참여하며, 설계부터 운영까지 이어지는 파이프라인을 직접 구축하는 경험을 쌓고 있다. 이들은 지난 휴머노이드 챌린지에서 수상은 하지 못했으나, 설정한 목표를 달성하며 연구의 의미를 찾고 있다.

로봇의 작업 범위 확장을 위한 '허리' 구조 개선

최근 연구실의 핵심 과제는 로봇의 허리 부분을 수정하는 것이다. 기존 로봇은 허리 부분이 고정되어 있어 도달 거리(reach)가 550mm에 불과했다. 연구팀은 로봇의 작업 공간(workspace)을 넓히기 위해 허리 구조를 변경하기로 결정했다. 허리 관절이 움직여야 로봇의 팔이 더 먼 곳에 있는 물체에 닿을 수 있기 때문이다.

하드웨어 설계가 완료되면 CNC 가공을 통해 부품을 제작한다. 설계 단계에서 인벤터(Inventor) 앱을 활용해 간섭과 공차를 확인하며, 높은 하중을 견뎌야 하는 구조물 특성상 정밀한 제작 과정을 거친다. 하지만 실제 조립과 구동 과정에서는 예상치 못한 변수가 발생하기도 한다. 최근 허리 구조 변경 과정에서도 모터의 활성화 신호 문제로 축 하나가 멈추는 현상이 나타났으나, 팀원들이 원인을 찾아 해결하며 작업을 이어갔다.

실패를 자산으로 삼는 '로보노이드 휴먼'의 목표

연구팀은 매주 회의를 통해 지난 성과를 분석하고 다음 과제를 결정한다. 로봇이 왜 그렇게 움직이는지를 수치와 그래프로 설명해야 하는 과정을 거치며, 시뮬레이션을 통해 작동 범위를 검증한다. 설계 단계에서 의도했던 움직임이 실제 조립 후 구현되지 않는 경우도 빈번하지만, 학생들은 지금의 오류를 찾아내는 것이 미래의 문제를 방지하는 과정이라고 판단한다.

허리 구조를 개선한 로봇은 이전보다 더 넓은 영역에 팔을 뻗을 수 있게 되었다. 다만 가동 범위가 넓어짐에 따라 상체가 앞으로 굽어지는 등 움직임이 불안정해지는 문제도 발생했다. 이에 연구팀은 단순히 더 많이 움직이는 것을 넘어, 어떻게 하면 안전하게 움직일 수 있을지에 초점을 맞춰 제어(tuning) 작업을 진행하고 있다.

이들은 향후 공장에서 인간을 대체할 수 있는 휴머노이드를 만드는 것을 목표로 하고 있다. 로봇 기술을 통해 위험한 작업을 자동화함으로써 산업 현장의 효율성을 높이겠다는 비전을 바탕으로 연구를 지속하고 있다.

출처: 산업통상부 유튜브 「🤖로봇의 허리를 바꾸는 로보노이드 휴먼(?)의 등장📍숭실대학교 MAIROBOT(마이로봇)」