KIST, 북한산 등반 도와주는 웨어로블 로봇 '문워크' 개발

고령자 로봇을 착용하고 북한산 등반하는 웨어러블 로봇 챌린지 성공

나이가 들면서 팔과 다리에 근력이 점차 약해짐에 따라 등산, 여행 등의 여가 활동이 어려울 뿐만 아니라 거동을 위해서는 지팡이, 휠체어와 같은 보조기구의 도움을 받아야 하는 경우도 많다. 

하지만 이러한 보조기구는 근력을 향상시키지는 못하기 때문에 로봇의 도움을 받아 부족한 근력을 보완할 수 있는 웨어러블 로봇이 고령자의 건강과 삶의 질 향상을 위한 혁신 기술로 주목받고 있다.

한국과학기술연구원(KIST) 지능로봇연구단 이종원 박사팀은 웨어러블 로봇 MOONWALK-Omni를 착용한 고령자가 북한산 영봉 정상(해발 604미터)에 오르는 웨어러블 로봇 챌린지에 성공했다고 밝혔다. 

이번 챌린지는 배터리 교체, 개발자의 개입 없이 로봇의 근력 보조를 받아 등반에 성공한 것으로 실외 복합환경에서 웨어러블 로봇의 상용화 가능성을 높였다.

기존에도 다양한 형태의 웨어러블 로봇이 개발됐지만, 무겁고 큰 부피로 인해 주로 단순한 실내 환경을 가진 병원에서 환자의 재활 과정에 제한적으로 활용되는 수준이었다. 

하지만 MOONWALK-Omni는 초경량 웨어러블 근력 보조 로봇으로 사용자의 움직임을 예측하고 부족한 다리 근력을 지원해 고령자의 재활 및 일상 보조를 돕는다. 2kg 대의 장치로 고령자도 타인의 도움 없이 10초 이내에 쉽게 착용할 수 있으며, 골반 양측에 장착된 네 개의 초경량-고출력 구동기가 보행 시 균형을 맞출 수 있도록 보조하고 착용자의 다리근력을 최대 30%까지 강화해 추진력을 높일 수 있다.
 

▲ 웨어러블 로봇 MOONWALK. 북한산 웨어러블 챌린지 중 고령자가 로봇을 입고 복잡한 돌계단 환경에서 걸어 올라가는 모습


로봇에 탑재된 인공지능(AI)은 착용자의 보행상태를 실시간으로 분석해 경사가 완만한 흙길, 험한 바윗길, 가파른 나무계단과 불규칙한 돌계단 등 다양한 보행환경에서도 안전하고 효과적으로 근력을 보조한다. 연구팀은 북한산 웨어러블 로봇 챌린지를 통해 병원보다 복잡한 일상 환경에서 웨어러블 로봇을 이용한 근력 보조 성능과 신뢰성을 검증하는 데 성공했다.

이번 챌린지에 수행한 고령 참여자는 “젊었을 때부터 즐기던 등산을 포기해야 하는 것으로 생각하고 있었는데 웨어러블 로봇을 착용하고 편안하게 산을 오르니 10년에서 20년은 젊어진 느낌이다”라고 웨어러블 로봇을 착용하고 산을 오른 소감을 말했다.
 

▲ 문워크 로봇 랜더링 이미지


KIST 이종원 박사는 "이번 챌린지를 통해 착용자의 및 보행환경의 다양성에도 안전하고 효과적인 근력 보조가 가능하다는 실험 데이터를 확보했다”면서 “초경량-고출력 웨어러블 로봇 구동 기술과 개인-환경 맞춤형 인공지능 근력 보조 기술의 융합을 통해 노화로 인해 근력이 부족해지는 고령자의 일상 보조, 재활, 운동 분야에서 폭넓게 활용될 것으로 기대된다”라고 말했다.

연구팀은 MOONWALK-Omni의 후속 연구로 다리 근력 강화 외에 고관절-무릎 등 하지의 복합관절을 동시에 보조하는 ‘MOONWALK-Support’도 개발 중이다. 또한, 웨어러블 로봇의 모터, 감속기, 컴퓨팅 회로 등 핵심기술과 부품을 국내기업에 기술이전하는 등 다양한 분야에서 성과를 거두고 있다.


글. 우정남 기자 insight1592@gmail.com
 

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