사진.한국생산기술연구원

 

걷는 데 어려움을 겪는 사람들이 바지 안쪽으로 착용하면 보행에 도움을 주는 착용형 보행 보조 로봇이 개발됐다. 부피와 무게, 소음을 줄여 옷 밖으로 드러나지 않게 착용할 수 있는 게 특징이다.

 

한국생산기술연구원이 안범모 인공지능(AI)·로봇연구부문 수석연구원이 KAIST, 서울대병원 연구팀과 공동으로 보행 보조 로봇 어시스트(ASSIST)를 개발했다고 밝혔다.

 

2020년 질병관리청이 발행한 건강·질병 정보에 따르면 국내 85세 이상 고령인구 10명 중 4명이 보행 장애를 겪는다. 고령자가 아니더라도 질병, 사고, 근력소실 등 다양한 원인으로 보행능력이 저하될 수 있으며 연간 10만 명 이상의 환자가 발생하는 뇌졸중의 경우 71%는 치료 후에도 보행에 불편을 겪는다는 연구 결과도 있다. 일상생활에서 보행을 도울 수 있는 보조기 수요가 증가하고 있지만 기존 보행 보조 로봇은 부피와 소음이 커 착용에 어려움이 있었다.

 

연구팀이 개발한 ASSIST는 소형 공압 발생기를 장착한 무게 1.9㎏ 공압백팩과 0.6㎏ 초경량 보조 로봇으로 구성됐다. 미국 하버드대가 출시한 총 무게 3.8㎏ 보행 보조 로봇 '엑소수트'보다 가볍고 유연성과 안전성도 높다.

 

ASSIST는 백팩에서 만들어진 고압 공기를 로봇에 전달해 사용자의 보행 특성에 맞춰 걷는 데 도움을 줄 수 있는 기계적 힘을 공급한다. 부품 설계를 최적화하고 초경량 소재로 제작해 신발 안에 신고 발목과 정강이에 고정한 후 옷으로 덮으면 외부에서 드러나지 않는다. 

 

또 다이얼을 돌려 조이는 보아(BOA) 시스템을 보조 로봇 발목·정강이 고정부에 적용해 조력자 도움 없이 신고 벗을 수 있게 했다. 공압백팩은 어깨에 메는 구조로 휴대성이 높다.

 

ASSIST는 임상평가에서 착용 후 보행 시 최대 30도까지 발목 관절을 들어주고 좌우 걸음 비대칭 각도를 5도 미만으로 교정하는 효과도 있는 것으로 확인됐다.

 

공동 연구진인 김정 KAIST 기계공학과 교수팀은 공기압과 지면반력을 활용하는 지면반력센서 원천기술을 개발해 로봇에 적용했다. 지면반력이란 지면에 힘을 가했을 때 생기는 반작용력을 말한다.

 

ETRI 안범모 수석연구원은 “최근 보행 보조로봇이 고령화시대 블루오션으로 꼽히지만 부가장치와 부피 문제로 사용자 부담이 커 옷 안에 착용 가능한 보조로봇을 개발했다”라며 “고성능 모터 구동기를 활용한 보행 보조로봇 개발 연구도 진행하고 있다”라고 밝혔다.