보행 돕는 국내 로봇 개발..하버드대 뛰어넘는다

생산기술연구원-KAIST-서울대병원, 보행보조로봇 '어시스트' 공동개발
신발 속에 넣도록 초경량 0.6㎏· 백팩형 공기압력장치는 1.9㎏

[파이낸셜뉴스] 한국생산기술연구원과 한국과학기술원(KAIST), 서울대병원 연구팀이 질병이나 사고로 인해 잘 걷지 못하는 사람들을 위한 보행 보조로봇 '어시스트(ASSIST)'를 개발했다. 생산기술연구원 AI·로봇연구부문 안범모 박사는 27일 "어시스트는 미국 하버드대학이 만든 보행 보조로봇 '엑소수트'보다 가볍고 구동방식도 다르게 개발했으며, 유연성과 안정성, 휴대성까지 앞선다"고 말했다.

질병관리청에 따르면 국내 85세 이상 고령인구 10명중 4명은 보행 장애를 겪고 있다.

또 연간 10만명 이상의 뇌졸중 환자 중 71%는 치료 후에도 걷는데 불편을 겪고 있다.

이번 어시스트 개발은 KAIST 기계공학과 김정 교수팀이 보행 보조에 필요한 힘을 공기 압력으로 공급하는 공압백팩과 지면반력을 활용해 사용자의 보행을 돕는 지면반력센서 원천기술을 개발하고, 초기 성능 검증을 위한 시제품을 제작했다. 또 생산기술연구원 안범모 박사팀은 로봇의 부피와 무게, 소음을 줄여 옷 속에 착용해도 외부에 드러나지 않아 외형적인 거부감을 최소화 시켰다. 어시스트의 임상평가는 서울대병원 정형외과 이동연 교수팀이 뇌졸중 환자의 대표적 보행 장애인 족하수 환자를 대상으로 진행했다.

미국 하버드대에서 출시한 총 무게 3.8㎏의 '엑소 슈트'보다 가볍고 공기압력 방식으로 만들어 안정성이 뛰어나다는 평가다.

특히 안범모 박사팀은 공압백팩을 공압펌프, 제어기, 배터리까지 다 넣고도 1.9㎏까지 가볍게 만들었다. 또한 보조로봇은 카본섬유 발판과 최적 설계로 0.6kg까지 가볍게 만들어 신발 안에 끼워 신어도 일반 등산화를 신은 듯하다는 평가다.

공압백팩에서 만들어진 고압의 공기가 튜브를 거쳐 로봇에 전달돼 사용자의 걸음걸이 특성에 맞춰 걸을 수 있도록 기계적 힘을 공급한다. 연구진은 "신발 안에 신고 발목과 정강이에 고정한 후 옷으로 덮으면 외부에서 드러나지 않는 구조"라고 설명했다.

또한 어시스트의 발목과 정강이 고정부에 보아(BOA)시스템 기반의 탈·부착 기능을 적용해 사용자가 혼자서도 편리하게 신고 벗을 수 있도록 했다.

서울대병원 임상평가 결과 어시스트 착용 후 걸을때 최대 30도까지 발목 관절을 들을 수 있고, 좌우 걸음 비대칭 각도가 최대 5도 미만으로 교정됐다.

한편, 안범모 박사는 "대형 공압 컴프레서를 대체할 수 있는 소형 공압백팩 개발과 카본섬유 소재를 활용한 경량화기술 을 바탕으로 현재 고성능 모터 구동기를 활용한 보행 보조로봇 개발 연구를 진행하고 있다"고 말했다.

[e-mail] 김만기 기자