미시간 대학교 연구원이 로봇 보철 다리를 위한 오픈소스 제어 소프트웨어를 확장하기 위해 보조금을 획득했다. (사진. University of Michigan College of Engineering)

미시간 칼리지 오브 엔지니어링 대학(University of Michigan College of Engineering) 연구원들이 직관적인 로봇 보철 다리를 위한 오픈소스 제어 소프트웨어를 확장하기 위해 새로운 보조금을 획득했다. 이들은 자연스럽게 기능하고 더 넓은 범위로 확장 가능한 로봇 의족용 오픈소스 프레임 워크를 설계하기 위해 NSF 보조금을 받았다. 

 

NSF(National Science Foundation)의 $940,000 보조금으로 자금을 지원하는 새로운 프로젝트를 기반으로 로봇 인공 다리의 기능과 반응성을 확장하기 위해 새로운 오픈소스 제어 소프트웨어를 개발할 계획이다. 이 프로젝트는 미시간 로보틱스(Michigan Robotics)의 부국장인 Robert Gregg 교수와 미시간 대학교(University of Michigan)의 기계공학 교수인 Elliot Rouse가 이끌고 있다.

 

Rouse는 작년에 하드웨어 사양에 초점을 맞춘 최초의 생체 공학 다리의 오픈소스 디자인을 출시한 바 있다. Rouse는 스프링을 모터에 부착해 움직임을 더 부드럽게 한 한편, Gregg는 로봇 다리가 물리적 신호에 더 잘 반응하도록 만드는 데 필요한 제어 소프트웨어에 중점을 두고 프로젝트를 진행했다.

 

전통적으로 로봇 다리는 특정 속도로만 특정 종류의 움직임을 수행 할 수 있는 상당히 엄격한 프로그래밍을 가지고 있다. 또한 다리는 어떤 종류의 움직임을 시작해야하는지 알기 위해 사용자의 신호를 올바르게 해석해야 한다. Gregg의 방법은 센서를 사용해 엉덩이 동작과 같은 미묘한 물리적 신호를 감지, 로봇 다리가 사용자에게 보다 자연스럽게 행동하고 반응할 수 있도록 한다.

 

Gregg는 “연속적인 단서를 사용하는 우리의 방법은 의족 다리를 다른 방향이 아닌 인간의 의도 된 동작과 동기화시킨다”라며, “사용자가 장애물을 뛰어 넘거나 축구공을 차게 할 수 있다”라고 전했다. 

 

한편 전적으로 보철물에 위치한 센서는 독립형 플러그 앤 플레이 솔루션 디자인으로 구성돼 있다. 워싱턴 대학의 공동 연구자들은 방향과 가속도를 감지하기 위해 현재 휴대폰에서 사용되는 것과 유사한 추가 웨어러블 센서의 잠재적인 이점을 조사하고 있으며, 이것이 컨트롤러의 효율성을 향상시킬 수 있는지 여부를 조사하고 있다.

목표는 제어 소프트웨어 설계를 대중에게 공개해 연구 및 발전 속도를 높이는 것이다. 시작 템플릿을 사용하면 프로젝트 시간을 단축하고 연구원이 특정 응용 프로그램 또는 구성 요소에 집중할 수 있다. 이러한 오픈소스 프로젝트는 손과 같은 상체 보철에 일반적이지만 Rouse는 로봇 다리 디자인을 처음으로 오픈소스했다.

 

Rouse는 “하지 보철물은 훨씬 더 많은 토크를 생성하고 몸무게를 지탱해야 하기 때문에 정교한 제어가 필요하다”라며, “오픈소스 레그의 사용이 계속해서 유행하기를 바란다. 우리는 통제 문제를 해결하고 궁극적으로 장애인의 삶을 개선하기 위해 협력할 것”이라고 전했다.

 

특히 무릎 위 절단 환자의 경우 단순한 보철 옵션보다 로봇 보철 다리의 잠재력을 탐색하는 데 많은 이점이 있다. 로봇이 아닌 보철물은 사용자의 높은 대사 비용이 필요한데, 이러한 장치는 어떤 종류의 리프트나 추진력도 제공하지 않기 때문이다. 이로 인해 사용자의 손상되지 않은 관절이 보정돼 시간이 지남에 따라 마모와 부상을 입을 수도 있다.

 

Gregg는 “로봇 다리는 생물학적 다리의 보다 규범적인 생체 역학을 실제로 복원할 수 있는 잠재력이 있다”라고 전했다.