트랜스포머가 현실로? 걷고 뛰고 난다···칼텍의 신개념 로봇 X1

영화 속 ‘트랜스포머’처럼 몸을 바꿔가며 움직이는 로봇이 현실에 등장했다. 미국 캘리포니아공과대학(Caltech) 연구팀이 공개한 하이브리드 로봇 ‘X1’은 인간형 로봇과 드론을 결합해, 한 몸으로 걷고 굴러가며 날아오를 수 있다. 연구진은 “서로 다른 이동 방식을 결합해 이동성의 한계를 넘었다”고 설명했다.

이 시스템은 중국 유니트리(Unitree)가 만든 휴머노이드 로봇 ‘G1’에 칼텍이 개발한 변형형 드론 ‘M4’를 결합해 만들어졌다. M4는 네 개의 회전 날개를 돌려 비행하다가, 필요할 때는 날개 가드를 회전시켜 바퀴처럼 지면을 달리는 구조다. 두 로봇이 결합된 X1은 걷기, 주행, 비행이라는 세 가지 이동 방식을 자유롭게 오가며 환경에 맞춰 움직인다.

걸어서 나가 드론 띄우고, 장애물은 비행으로 돌파

공개된 시연 영상에서 X1은 먼저 인간형 로봇 G1이 M4를 등에 실은 채 캠퍼스를 걷는 모습으로 시작된다. 잠시 후 G1은 허리를 숙이고, M4가 등에 실린 상태에서 이륙한다. 드론은 주변을 비행하다가 착륙해 바퀴 형태로 변신, 지면을 굴러 이동한다. 연못이 나타나자 다시 날아올라 장애물을 넘어 목적지에 도착한다.

이 단순해 보이는 협동 시연 뒤에는 3년에 걸친 연구가 숨어 있다. 연구팀은 G1이 M4를 탑재한 상태에서도 균형을 유지하며 스스로 지형을 인식할 수 있도록 제어 알고리즘을 새로 설계했다. G1은 단순한 동작 모방이 아니라, 물리 법칙을 학습해 실제 중력과 하중 변화를 계산하며 걷는다. 에런 에임스(Aaron Ames) 교수는 “X1은 로봇이 상황에 따라 걷고, 주행하고, 날 수 있는 진정한 다중 이동 플랫폼”이라고 말했다.

로봇의 협력과 자율성, 새로운 단계로

이번 연구는 칼텍의 자율시스템기술센터(CAST), 에임스 랩(Ames Lab), 그리고 아부다비의 기술혁신연구소(TII)가 공동으로 수행했다. 연구팀은 X1이 단순히 여러 로봇을 합친 시스템이 아니라, 로봇 간 협력을 통해 새로운 이동 능력을 창출하는 모델이라고 강조했다. M4는 독립적으로 비행하거나 지상에서 굴러다니며 주변 환경을 스캔하고, G1은 이를 바탕으로 스스로 이동 경로를 결정한다.

에임스 교수는 “우리가 집중하는 것은 안전 중심 제어(safety-critical control)”라며 “로봇이 스스로 판단하더라도 예측 불가능한 상황에서 안정적으로 대응할 수 있어야 한다”고 말했다. 연구진은 자율 제어, 센서 융합, 머신러닝을 결합해 향후 X1이 완전한 자율 이동 기능을 갖추도록 발전시킬 계획이다.

재난 현장부터 행성 탐사까지, 확장 가능한 로봇 플랫폼

X1의 구조는 응용 범위가 넓다. 지진이나 홍수 같은 재난 현장에서는 휴머노이드가 직접 걸어 접근하고, 드론 모듈이 공중에서 탐색을 보조할 수 있다. 또 거친 지형에서는 바퀴 주행으로 에너지를 절약하고, 장애물이 있으면 비행으로 우회한다. 이런 다중 이동 모드 덕분에 행성 탐사, 산업 점검, 군사·보안 분야에서도 활용 가능성이 높다.

전문가들은 이번 시연을 “로봇 이동 기술이 단일 기능에서 복합 협력 단계로 진입했음을 보여주는 전환점”이라고 평가한다. 걷고, 달리고, 날 수 있는 X1은 로봇이 인간의 이동 한계를 넘어서는 미래를 미리 보여주고 있다.

김지윤 기자/ hello@sciencewave.kr