현대차, 선수 같은 아틀라스의 축구 기술 훈련법 비하인드 공개

- 모션캡처·리타게팅·AI 강화학습·시뮬레이션 검증·실제 적용까지… 축구를 통해 사람의 자연스러운 움직임을 학습하는 아틀라스 개발 과정 조명
  - 물체 운반은 물론 고난도 동적 움직임까지 구현하며 세계 최고 수준의 휴머노이드 로봇 제어 기술력을 입증

현대자동차가 4일(목) 공식 유튜브 채널에 FIFA 월드컵 2026™ 캠페인 ‘스쿨 오브 풋볼(School of Football)’의 개발 과정을 담은 메이킹 필름을 공개함. 이와 함께 보스턴다이나믹스는 공식 블로그를 통해 휴머노이드 로봇 ‘아틀라스(Atlas)’가 수준 높은 축구 기술을 어떻게 훈련해왔는지 설명하는 콘텐츠를 소개함.
※ 영상 URL: 

※ 블로그 콘텐츠 URL: https://bostondynamics.com/blog/can-football-teach-a-robot-to-move

스쿨 오브 풋볼은 현대차의 FIFA 월드컵™ 캠페인 ‘미래는 지금 여기서부터(Next Starts Now)’의 일환으로 아틀라스가 축구 동작을 학습하며 로보틱스 기술 영역을 확장해 나가는 과정을 담은 영상임. 이를 통해 로보틱스의 미래 기술이 오늘날 실현되고 있다는 메시지를 담고 있음.

특히 발놀림·패스·슈팅 등 축구의 기본 동작부터 다리를 교차해 차는 라보나 킥(Rabona Kick)의 변형인 '고스트 라보나 킥(Ghost Rabona Kick)' 등 수준 높은 동작을 정확히 구현하며, 공개 이후 전 세계 축구 팬과 로보틱스 업계의 관심을 모은 바 있음.

이번 영상은 앞서 공개된 캠페인 영상 속 아틀라스의 축구 퍼포먼스가 실제로 어떤 연구과정을 거쳐 구현됐는지에 대한 과정과 연구진의 개발 비하인드 스토리를 소개하는 내용임.

보스턴다이나믹스 연구진은 휴머노이드 로봇이 보다 자연스럽게 움직이기 위해서는 ▲균형(Balance) ▲타이밍(Timing) ▲협응(Coordination) ▲적응(Adaptation) 능력을 동시에 학습해야 한다고 설명함.

이를 위해 연구진은 휴머노이드 로봇이 사람의 움직임을 배우기 위한 방법으로 축구에 주목함.

축구는 균형, 타이밍, 협응, 정밀한 움직임이 복합적으로 요구되는 대표적인 스포츠로, 연구진은 이를 휴머노이드가 자연스러운 움직임을 학습하기 위한 최적의 환경으로 활용했다고 설명함.

현대차와 보스턴다이나믹스는 세계적인 축구 선수들의 생체역학과 움직임 패턴에서 영감을 받아 아틀라스 학습 프로그램을 설계함. 이후 선수들의 동작을 참고해 훈련 가능한 모션 데이터와 동작 프로토콜로 변환한 뒤 이를 아틀라스 학습 과정에 적용함.

연구진은 먼저 모션캡처(Motion Capture) 시스템을 활용해 축구 선수의 동작을 수집한 뒤, 이를 아틀라스의 신체 구조에 맞게 변환하는 리타게팅(Retargeting) 과정을 수행함.

이 과정은 사람과 로봇의 신체 구조 차이를 극복하기 위한 핵심 단계로, 겉보기에는 사람과 유사한 휴머노이드 형태라도 관절 구조와 운동 범위가 다르기 때문에 정교한 변환 작업이 필요함.

이후 강화학습(Reinforcement Learning)을 활용해 로봇이 해당 동작을 반복적으로 학습하도록 함. 이때 아틀라스는 사람의 움직임을 모방하는 것을 넘어서 자신의 신체 물리와 모터 제어 방식을 학습하며 균형과 힘 전달을 스스로 최적화함. 즉, 특정 동작을 수행하기 위해 필요한 관성, 힘의 크기, 균형 유지 방식을 스스로 찾아가는 과정이 포함됨.

또한 아틀라스는 클라우드 GPU 환경에서 수천 개의 시뮬레이션을 동시에 실행하며 학습을 진행함. 이를 통해 로봇은 단 24시간 만에 사람 기준 약 1년에 해당하는 시행착오를 경험할 수 있으며, 이러한 대규모 병렬 학습을 통해 복잡한 움직임을 빠르게 습득함.

이렇게 학습된 동작은 실제 아틀라스 로봇에도 적용되며, 대부분의 경우 첫 실행부터 안정적으로 구현됨. 이후 테스트 과정에서 발생하는 오차는 다시 학습에 반영돼 지속적으로 성능이 개선됨.

사람에게는 단순한 공 차기 동작도 로봇에게는 매우 어려운 과제임. 아틀라스는 균형을 유지하면서 정확한 타이밍에 킥 동작을 수행해야 함.

특히 축구는 빠르게 변화하는 외부 환경에 맞춰 전신 움직임을 조정해야 하기 때문에 높은 수준의 제어 능력이 요구됨. 이 과정에서 아틀라스는 전신의 모든 관절을 하나의 시스템처럼 통합 제어하는 ‘전신 제어(Whole-body control)’ 기술을 활용해 균형과 움직임을 동시에 유지함.

연구진은 축구를 통해 이러한 복합적인 움직임 능력을 로봇에게 학습시켜 시각 인지와 움직임 제어 능력을 동시에 발전시킬 수 있었다고 설명함.

영상에서는 아틀라스가 수행한 고난도 기술인 고스트 라보나 킥의 개발 과정도 공개됨.

고스트 라보나 킥은 기존 라보나 킥에 수비수를 속이는 페인트(feint) 동작을 더한 고난도 축구 기술로, 연구진은 축구 선수가 해당 동작을 수행하는 모습을 기록한 뒤 이를 아틀라스의 신체 구조에 맞게 변환하고 AI 학습을 통해 실제 로봇에서 구현했다고 설명함.

이 동작은 페인트를 위한 빠른 방향 전환, 도약과 착지 과정에서의 동적 균형 유지, 그리고 킥 순간의 강한 힘 전달이 동시에 요구되는 복합 동작으로, 휴머노이드 로봇의 물리적 제어 한계를 시험하는 기술로 평가됨.

연구진은 아틀라스가 축구를 통해 학습한 움직임이 단순히 스포츠 기술에 머물지 않고 로보틱스 기술 고도화에 중요한 역할을 한다고 설명함.

예를 들어 킥 동작을 통해 타이밍과 힘 생성 및 협응 능력을 익히고, 보다 복잡한 동작을 통해 회전 운동, 체중 이동, 전신 제어 능력을 발전시킬 수 있음.

특히 축구와 같이 이동과 조작이 동시에 요구되는 환경은 향후 물류·제조 현장에서 로봇이 물체를 다루고 이동하는 작업 수행 능력으로 직접적으로 확장될 수 있음. 이를 통해 산업 현장에서 어렵거나 위험하고 반복적인 작업을 대체해 사람의 부담을 줄일 수 있음.

이러한 성과는 최근 공개된 사례들과 맞물려 아틀라스의 기술력을 더욱 부각시키고 있음. 앞서 아틀라스는 약 23㎏에 달하는 냉장고를 들어 올려 탁자 위에 정확히 배치하는 모습을 통해 무거운 물체를 안정적으로 다루는 뛰어난 전신 제어 능력을 선보인 바 있음. 이처럼 물체 조작 중심의 작업뿐만 아니라 고난도 동적 움직임까지 구현해내며, 아틀라스는 세계 최고 수준의 휴머노이드 로봇 제어 기술을 보유한 것으로 평가됨.

이렇게 학습된 역량은 향후 더욱 자연스럽고 유연하게 움직이는 휴머노이드 로봇 개발의 중요한 기반이 될 것으로 기대됨.

현대차와 보스턴다이나믹스는 앞으로도 축구와 같은 다양한 도전 과제를 통해 아틀라스의 움직임 능력을 지속적으로 발전시켜 나갈 계획임.