ETRI '신체부담 줄이는' 1kg 미만 초경량 탄성 슈트 개발

보행 14%↑·근력 40%↑…고령자·재활환자 대상 임상 효과 확인 텐세그리티 구조 기반으로 기존 웨어러블 로봇 한계 극복

[대전=뉴시스] ETRI서 개발한 초경량 탄성슈트 구조 원리와 착용효과 분석도.(사진=ETRI 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 1㎏도 안되는 초경량 탄성 슈트를 개발하고 고령자·재활환자 등을 대상으로 검증까지 마쳐 초고령사회가 직면한 의료·돌봄 문제해결에 큰 기여가 예상된다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 고령자, 재활환자, 노동자 등의 신체활동을 돕기 위해 '텐세그리티(tensegrity)' 구조의 초경량 착용형 보조장치를 개발, 임상시험을 통해 신체기능 개선효과를 확인했다고 11일 밝혔다.

이번에 연구진이 개발한 탄성 슈트는 1㎏ 이하로 가볍지만 필수적인 신체 보조기능을 충분히 제공할 수 있도록 설계돼 기존 웨어러블 로봇이 지닌 무게·가격·착용 부담 문제를 모두 해결했다.

탄성 슈트에 적용된 텐세그리티 구조는 인장력과 구조적 안정성 확보에 적합하다. 우산이나 텐트가 가벼운 줄과 뼈대를 통해 안정적인 구조를 확보하는 것과 유사한 원리다.

이를 통해 척추와 하지부위를 자연스럽고 부드럽게 지지하고 앉았다 일어서기·걷기·물건 들기 등 기본적인 일상동작에서 사용자의 신체 부담을 크게 줄이는 데 성공했다.

특히 사용자의 움직임을 방해하지 않으면서도 자연스런 균형감과 효율적인 동작을 유도, 신체기능이 저하된 사용자의 근력 및 지구력 강화에도 도움을 준다.

휴먼증강연구실 신호철 박사는 "인체의 근골격계 구조에서 영감을 받아 개발한 기술로 1㎏ 이하의 수동형 제품에서부터 모터와 AI를 탑재한 능동형 시스템까지 확장 가능한 플랫폼"이라며 "향후 상용화를 통해 초고령화 사회가 직면한 의료·돌봄·노동 환경 문제 해결에 기여할 계획"이라고 말했다.

ETRI는 해당기술을 충북대학교병원 재활의학과와 함께 65세 이상의 고령자 및 신체장애자 20명을 대상으로 임상시험을 실시해 착용 전후의 보행속도와 균형, 하지 근력, 심폐 지구력 등 주요 신체 기능을 분석했다

분석 결과, 보행속도는 약 14% 빨라졌고 물건을 들어 옮기는 데 걸리는 시간은 약 22%, 계단을 오르내리는 시간은 약 18% 단축된 것으로 나타났다.

하지 근력을 반영하는 의자에서 일어나기 수행능력은 약 40% 향상됐으며 심폐 지구력 지표인 보행거리도 약 9% 증가해 전반적인 신체기능 개선효과가 확인됐다.

착용 효과, 체감 무게, 구조적 안전성 등에 대한 설문 결과에서도 높은 만족도를 보였다.

충북대병원 공현호 교수는 "탄성 구조가 움직임과 균형을 자연스럽게 지원해 신체기능이 저하된 고령자에게 두드러진 개선 효과가 나타났다"며 "향후 장애 정도와 체형에 맞춘 맞춤형 디자인을 통해 보조 효과를 더욱 최적화할 계획"이라고 밝혔다.