인간 초월, 기계적 완성도의 도약
케이엔알시스템이 완성한 로봇다리의 최대 특징은 극단적인 가중치 조건에서도 인간 수준의 이동성을 확보했다는 점이다. 높이 2.9미터의 거대한 프레임을 지지하면서 시속 3~4킬로미터로 보행한다. 이는 성인의 일반적인 걷기 속도와 맞닿아 있다.
글로벌 시장의 유명 휴머노이드 로봇들도 시속 4킬로미터 수준의 보행 속도를 자랑한다. 그러나 이들 대부분은 키 1.7미터 내외의 경량 로봇이며 무게는 수십 킬로그램에 불과하다. 케이엔알시스템의 로봇다리가 버티는 3톤(3,000킬로그램)의 하중은 차원이 다르다. 로봇손 600킬로그램을 포함해 총 3톤의 무게를 지탱하면서 현장을 거닐 수 있다는 것은 대형 산업용 로봇이 실제로 작업 지연 없이 현장을 누빌 수 있는 기동력을 확보했다는 의미다.
인체 구조를 모사한 정밀 엔지니어링
로봇다리의 설계 철학은 인간의 신체 구조를 철저히 분석하는 것에서 시작된다. 좌우 각 6개씩 총 12개의 관절로 이루어진 다리는 자체 개발한 10,000뉴턴미터급 고출력 유압 로터리 액추에이터와 초정밀 서보밸브 기술이 집약되었다. 뉴턴미터(Nm)는 회전력의 크기를 나타내는 단위인데, 10,000뉴턴미터는 1미터 길이의 로봇다리 끝에 약 1,000킬로그램의 힘이 가해져도 축이 처지지 않고 회전력을 유지할 수 있다는 뜻이다.
보행의 안정성을 위해 무게중심을 낮추고 다리 간격을 좁히는 인간 체형을 모사한 설계를 적용했다. 이를 통해 저속 이동은 물론 한 발로 서 있는 순간에도 균형을 흔들지 않는다. 무릎 관절은 135도까지 접히는 링크구조를 적용해 스쿼트 동작과 충격 흡수를 동시에 수행한다. 지면의 충격을 유연하게 받아내면서도 하체의 밸런스를 견고하게 유지하는 기술 조합이다.
현장 실증의 문을 여는 다단계 검증 전략
케이엔알시스템은 기본동작 구동 성공에 멈추지 않았다. 실제 산업현장을 모사한 보행 성능테스트에 돌입한다. 평지보행을 넘어 경사로, 비포장도로, 계단 승강, 그리고 외부충격 발생 시 스스로 균형을 잡는 자세 안정화(밸런스 컨트롤) 성능까지 단계별 실증평가를 진행한다. 이는 현장 투입 전 로봇의 신뢰도를 입증하기 위한 필수 과정이다.
로봇손 진화, 직관적 조작감의 구현
지난 7월 첫 선을 보인 슈퍼휴머노이드의 로봇손도 상당 부분 업그레이드를 진행했다. 인간-로봇 상호작용(HRI) 제어기술을 적용하는 고도화 과정을 마쳤다. 최근 글로벌 빅테크 기업들은 작업자의 동작을 로봇에 투영해 제어하고, 이 과정에서 정밀 행동데이터를 수집해 물리적 인공지능으로 발전시키는 HRI 기술을 핵심축으로 삼고 있다. 케이엔알시스템도 이 흐름에 합류했다.
로봇손은 최대 악력 300킬로그램을 유지하면서 작업자의 미세한 손동작과 힘을 실시간으로 동기화하는 직관적 제어 인터페이스를 구축했다. 이를 통해 계란이나 얇은 캔 같은 섬세한 물체부터 비정형의 대형 철골구조물까지 작업자의 감각 그대로 다룰 수 있다. 복잡한 조작 없이도 안전하게 물체를 관리하는 기술이다. 또한 향후 무인 자율작업으로 기술을 확장하기 위한 데이터 축적 체계까지 완성했다.
2030년 시장 주도권 목표로 순항 중
케이엔알시스템은 로봇다리 보행 성능테스트를 기점으로 HRI 기반의 로봇손과 로봇팔에 이어 상체 프레임을 결합하는 전신 통합작업에 돌입한다. 이러한 개발이 순차적으로 진행되면 슈퍼휴머노이드는 한 팔 300킬로그램, 양팔 합계 600킬로그램의 고중량물을 다루면서 현장을 걸어 다니는 고하중 산업용 로봇으로 완성된다. 모든 개발이 완료되면 세계 최초이자 최대의 '일하는' 이족보행 로봇이 탄생한다.
회사의 로드맵은 명확하다. 2026년 말 사람이 탑승해 조이스틱으로 조종하는 완성체를 공개하고, 2027년부터는 원격제어와 자율주행 기능을 선보인다. 김명한 케이엔알시스템 대표는 "로봇 핵심부품부터 완성체로 이어지는 기술 경쟁력을 바탕으로 2030년 유압 휴머노이드 시장의 주도권을 잡겠다"고 강조했다.
다층적 기술 포트폴리오로 시장 선점 준비
슈퍼휴머노이드 개발과 병행하며 회사는 다양한 로봇 솔루션을 확대 중이다. 2025년에는 세계 최초로 전동모터와 유압액추에이터를 하나로 결합한 로봇용 하이브리드 액추에이터 라인업을 완성했다. 기존 로봇팔보다 성능을 2배 업그레이드한 다목적 유압 로봇팔 개발에도 성공했으며, 소형 서보밸브 국산화도 달성했다.
2027년 초 완료를 목표로 1톤급 사족보행 로봇(로봇개) 개발에도 착수했다. 현재 글로벌 전동식 사족보행 로봇의 적재한계가 10~40킬로그램 수준인 점과 비교하면 시장의 판도를 바꿀 수 있는 수준의 사양이다.
정부 발주 원전 중수로(PHWR) 해체 실증사업에 대한 본계약 체결 후 중수로 원전해체 로봇시스템 개발도 완료했다. 2026년 9월 납품절차에 들어갔다. 상용 중수로의 핵심 구조물인 칼란드리아 해체를 목적으로 한 원전해체 로봇시스템을 개발해 실증까지 나서는 것은 전 세계에서 처음이다. 심해 작업용 로봇과 제철소 용광로 관리 로봇 기술이 현장에서 이미 활용될 정도로 회사의 기술력은 검증된 상태다.
산업용 로봇 시대의 문이 열린다
슈퍼휴머노이드의 로봇다리 구현은 단순한 기술 개발이 아니다. 산업현장이 필요로 하는 고하중·고기동성 로봇의 현실성을 증명한 선언이다. 2030년 유압 휴머노이드 시장의 주도권을 목표로 하는 케이엔알시스템의 다음 과제는 이제 기술 완성도 자체가 아니라, 실제 현장에서 얼마나 가치를 창출할 수 있느냐는 부분으로 옮겨갔다. 현장의 로봇 시대가 본격 나섰다.
[글로벌에픽 이성수 CP / wow@globalepic.co.kr]
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