한국 로봇개 마라톤 완주, 배터리 기술은 얼마나 발전했을까?｜KAIST 라이보2의 비밀

사람도 쉽지 않은 42.195km 마라톤 풀코스를 네 발 로봇이 배터리 교체 없이 완주했습니다.

주인공은 KAIST 연구진이 개발한 사족보행 로봇 **라이보2(RAIBO2)**입니다.

라이보2는 2024년 열린 상주곶감마라톤에서

42.195km

를

4시간 19분 52초

만에 완주했습니다.

그리고 놀랍게도 결승선을 통과한 뒤에도 배터리가 약 34% 남아 있었습니다.

이 성과는 2026년 9월 국제학술지 Nature에 정식으로 발표됐습니다.

로봇개가 정말 풀코스를 달렸을까?

맞습니다.

라이보2는 실제 마라톤 대회 코스를 인간 참가자들과 함께 달렸습니다.

코스는 평탄하지 않았습니다.

전체 고도 변화는 약 286m, 최대 경사는 약 18.4도였고, 낙엽 때문에 미끄러운 구간도 있었습니다.

그럼에도 평균 속도 약 초속 2.64m를 유지하며 풀코스를 완주했습니다.

배터리는 얼마나 컸을까?

라이보2의 전체 배터리 용량은 약 2kWh 수준입니다.

완주까지 사용한 에너지는 약 1,280Wh였습니다.

즉 전체 배터리의 약 3분의 2를 사용하고 마라톤을 끝낸 것입니다.

남은 배터리로 얼마나 더 갈 수 있었을까?

연구팀은 마라톤 데이터를 바탕으로 최대 주행 가능 거리를 약 65km 안팎으로 추정했습니다.

즉 42.195km를 달리고도 추가로 20km 이상 움직일 여력이 있었다는 뜻입니다.

단순히 배터리를 크게 만든 걸까?

핵심은 그렇지 않다는 점입니다.

라이보2의 성능 향상은

배터리 용량 증가

하나로 설명되지 않습니다.

연구팀은

• 가벼운 다리
• 관절 마찰 감소
• 낮은 관성
• 고효율 모터 구동
• 강화학습 기반 보행제어
• 충돌 손실 감소
• 내리막 에너지 회생

등을 함께 적용했습니다.

로봇은 왜 배터리를 많이 먹을까?

바퀴 달린 로봇은 한번 속도를 내면 관성으로 어느 정도 이동할 수 있습니다.

하지만 사족보행 로봇은 다릅니다.

계속해서

몸을 지탱하고

다리를 들고

발을 내딛고

균형을 잡고

충격을 흡수

해야 합니다.

그래서 같은 거리를 이동하더라도 훨씬 많은 에너지가 필요합니다.

발을 내딛을 때도 에너지가 사라진다

보행 로봇은 발이 땅에 닿을 때마다 충격이 생깁니다.

이 충격은 곧 에너지 손실입니다.

라이보2는 강화학습을 이용해 발이 땅에 닿기 직전 속도를 낮추도록 학습했습니다.

이렇게 하면 충돌 에너지를 줄이고 같은 배터리로 더 오래 달릴 수 있습니다.

강화학습이 왜 중요한가?

강화학습은 로봇이 수많은 움직임을 시도하면서

어떤 움직임이 에너지를 덜 쓰고 안정적인지

학습하는 방식입니다.

라이보2는 단순히 빠르게 달리는 것이 아니라

미끄러지지 않고

충돌을 줄이고

필요한 만큼만 힘을 사용하는

보행 패턴을 학습했습니다.

다리 자체도 가벼워졌다

로봇의 다리는 계속 앞뒤로 움직입니다.

다리가 무거우면 매번 다리를 움직일 때 더 많은 에너지가 필요합니다.

그래서 라이보2 연구팀은 다리를 가볍게 만들고 회전 관성을 줄였습니다.

배터리 용량을 늘리는 것보다 움직이는 부품을 가볍게 만드는 것도 매우 중요합니다.

모터 효율도 개선했다

사족보행 로봇은 각 관절에 여러 개의 모터가 들어갑니다.

모터가 비효율적이면 전기에너지 상당 부분이 열로 사라집니다.

라이보2는 모터를 제어하는 전장과 모터 드라이버까지 자체 개발해 전체 시스템을 최적화했습니다.

내리막에서는 전기를 다시 만든다

자동차의 회생제동과 비슷한 기술도 적용됐습니다.

라이보2는 내리막길에서 다리 모터를 발전기처럼 사용해 기계적 에너지 일부를 다시 전기에너지로 회수했습니다.

이 에너지는 다른 다리를 움직이는 데 다시 활용됐습니다.

전기차처럼 회생제동을 하는 셈이다

전기차는 브레이크를 밟을 때 모터를 발전기로 사용해 배터리를 충전합니다.

라이보2도 비슷합니다.

내리막에서 다리가 움직일 때 발생하는 에너지 일부를 그냥 버리지 않고 다시 회수합니다.

이런 작은 절약이 장거리에서는 큰 차이를 만듭니다.

기존 로봇보다 얼마나 좋아졌을까?

Nature 발표에 따르면 라이보2는 배터리 용량당 주행거리에서 기존 최신 사족보행 로봇보다 약 3배 수준의 성능을 보였습니다.

기존 사족보행 로봇은 대체로 약 20km 수준에서 장거리 운용에 한계가 있었습니다.

라이보2는 이 한계를 크게 뛰어넘은 것입니다.

사람보다 에너지 효율이 좋다고?

연구팀은 **총수송비용(TCOT)**이라는 지표도 계산했습니다.

이 지표는

몸무게

와

이동거리

를 고려해 얼마나 많은 에너지를 사용하는지 나타냅니다.

값이 낮을수록 효율적입니다.

라이보2는 약 0.25

사람은 약 0.37

수준으로 비교됐습니다.

인간보다 효율이 좋다는 뜻일까?

특정한 이동 에너지 효율 지표에서는 그렇습니다.

연구팀은 라이보2가 체중 대비 이동 에너지 효율에서 인간보다 낮은 수송비용을 기록한 첫 사족보행 로봇이라고 설명했습니다.

다만 사람과 로봇은 사용하는 에너지 형태와 생리적 기능이 완전히 다르기 때문에 단순 비교에는 한계가 있습니다.

배터리 기술 자체도 발전했을까?

물론 배터리 기술도 계속 발전하고 있습니다.

리튬이온 배터리는

• 에너지 밀도 증가
• 셀 무게 감소
• 고출력화
• 충전속도 향상
• 안전성 개선

방향으로 발전하고 있습니다.

하지만 이번 라이보2 연구는 배터리 자체의 혁신보다 로봇 전체 에너지 소비를 줄인 시스템 설계가 얼마나 중요한지 보여준 사례입니다.

왜 배터리만 키우면 안 될까?

배터리를 크게 만들면 용량은 늘어납니다.

하지만 동시에 로봇 무게도 늘어납니다.

무거워진 로봇을 움직이려면 더 많은 에너지가 필요합니다.

즉

배터리 증가

↓

무게 증가

↓

에너지 소비 증가

라는 문제가 생깁니다.

그래서 로봇에서는 배터리 크기보다 에너지 효율이 매우 중요합니다.

앞으로 100km도 가능할까?

기술적으로 가능성은 있습니다.

배터리 에너지 밀도가 더 올라가고

모터 효율이 좋아지고

다리 무게가 줄고

AI 보행제어가 개선된다면

사족보행 로봇의 주행거리는 계속 늘어날 수 있습니다.

다만 실제 산업용 로봇에서는 속도보다

짐을 얼마나 들 수 있는지

얼마나 오래 작동하는지

비·눈·먼지에서 버티는지

가 더 중요할 수 있습니다.

이런 로봇은 어디에 쓰일까?

사족보행 로봇의 가장 큰 장점은 바퀴로 갈 수 없는 곳을 움직일 수 있다는 것입니다.

대표적인 활용분야는

• 산악 구조
• 재난현장
• 산불 감시
• 공장 점검
• 발전소 점검
• 군사·경계
• 건설현장
• 지하 시설

등입니다.

재난현장에서 배터리가 중요한 이유

재난현장에서는 충전기를 설치하기 어렵습니다.

구조 로봇이 산이나 붕괴현장에 들어갔다가 한 시간 만에 배터리가 방전되면 활용도가 크게 떨어집니다.

따라서 5시간, 10시간 이상 움직일 수 있는 로봇이 개발된다면 실제 현장 활용성이 크게 높아질 수 있습니다.

발전소나 공장에서도 유용하다

사족보행 로봇은 계단이나 배관이 많은 산업시설에서도 사용할 수 있습니다.

카메라나 열화상 센서를 장착하면

• 설비 점검
• 가스 누출 확인
• 온도 측정
• 위험지역 순찰

등을 자동화할 수 있습니다.

장시간 배터리는 이런 업무에서 핵심 경쟁력입니다.

배터리를 교체하는 방식도 있다

산업용 로봇에서는 무조건 한 번 충전으로 오래 가는 것만이 답은 아닙니다.

자동 배터리 교환 시스템을 이용하면

배터리 방전

↓

충전소 복귀

↓

배터리 자동교환

↓

즉시 다시 작업

같은 운영도 가능합니다.

앞으로는 고효율 로봇과 자동충전·교환 기술이 함께 발전할 가능성이 큽니다.

휴머노이드 로봇에도 중요한 기술

라이보2에서 얻은 에너지 효율 기술은 사족보행 로봇에만 중요한 것이 아닙니다.

휴머노이드 로봇도

• 걷고
• 균형을 잡고
• 물건을 들고
• 관절을 계속 움직이기 때문에

배터리 소모가 매우 큽니다.

따라서 경량화와 모터 효율, AI 보행제어는 휴머노이드에서도 핵심 기술이 될 수 있습니다.

앞으로의 핵심은 배터리 + AI + 기계설계

로봇의 활동시간을 늘리는 데는 세 가지가 함께 발전해야 합니다.

배터리

더 많은 에너지를 저장

기계설계

같은 움직임에 필요한 에너지를 줄임

AI 제어

불필요한 움직임과 충돌을 최소화

입니다.

라이보2는 이 세 요소 중 특히 기계와 제어 최적화의 효과를 보여준 사례입니다.

라이보2 연구의 핵심 의미

라이보2가 마라톤을 완주했다는 사실만 보면 단순한 기록처럼 보일 수 있습니다.

하지만 연구팀의 목적은 기록 자체가 아니었습니다.

핵심은

사족보행 로봇이 실제 환경에서 수십 km를 이동할 수 있을 정도로 에너지 효율을 높이는 방법을 입증했다는 것

입니다.

KAIST 연구팀도 이번 성과를 바탕으로 실제 산업현장에서 장시간 운용할 수 있는 로봇의 제품화를 추진하고 있습니다.

언제 마라톤을 완주한 걸까?

한 가지 구분할 점이 있습니다.

마라톤 완주 자체는 2024년 11월에 이뤄졌습니다.

그리고 연구팀이 당시의 기술과 데이터를 정리한 논문이 2026년 9월 Nature에 게재되면서 다시 세계적인 주목을 받은 것입니다.

로봇개 마라톤 핵심 정리

KAIST 연구진이 개발한 라이보2는

42.195km

풀코스를

4시간 19분 52초

에 완주했습니다.

배터리 교체나 충전은 없었습니다.

완주에 사용한 에너지는 약

1,280Wh

였습니다.

완주 후에도 상당한 배터리가 남았고 최대 주행 가능 거리는 약 65km 수준으로 추정됐습니다.

또 배터리 용량당 주행거리는 기존 최신 사족보행 로봇보다 3배 이상 향상됐습니다.

하지만 가장 중요한 것은 배터리 자체보다

경량 설계

고효율 모터

AI 보행제어

충돌 손실 감소

에너지 회생

을 함께 적용했다는 점입니다.

즉 미래 로봇의 활동시간을 늘리는 핵심은

“더 큰 배터리”

하나가 아니라

“같은 배터리로 얼마나 적은 에너지를 사용하느냐”

가 될 가능성이 큽니다.

👉 KAIST 라이보2 마라톤 연구 공식 발표 확인하기

👉 Nature 라이보2 연구논문 확인하기

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※ 본 글은 2026년 9월 KAIST와 Nature에 공개된 라이보2 연구자료를 바탕으로 작성했습니다. 마라톤 완주는 2024년 11월에 이뤄졌으며, 2026년 발표된 논문은 해당 실험 결과와 장거리 사족보행 로봇의 에너지 효율 설계 원리를 정리한 연구입니다.